سنگ اورانیوم: تعریف، تشکیل، کانی‌ها و مکان یافت

سنگ کانی اورانیوم

سنگ معدن اورانیوم در طبیعت به صورت اکسیدها و نمک‌های مختلفی دیده می‌شود. اورانیوم بر خلاف تصور، عنصری است که به وفور در همه جا یافت می‌شود؛ به گونه‌ای که فراوانی آن در پوسته زمین حدود ۴۰ برابر بیشتر از نقره و ۵۰۰ برابر بیشتر از طلا است. اگرچه عنصر اورانیوم در بیشتر سنگ‌ها، خاک‌ها، رودخانه‌ها و اقیانوس‌ها یافت می‌شود، یافتن نهشته‌هایی از آن که از نظر اقتصادی قابل استخراج باشند، تا حدودی چالش برانگیز است.

امروزه اورانیوم کاربردهای بسیار زیادی دارد. به گونه‌ای که اورانیوم استخراج شده از معادن می‌تواند به عنوان سوخت در راکتورهای هسته‌ای جهت تولید انرژی برق مورد استفاده قرار بگیرند. انرژی هسته‌ای می‌تواند برای محیط زیست و انسان بسیار خطرآفرین باشد؛ با این وجود، اگر به طور صحیح مورد استفاده قرار گیرد، می‌تواند انقلاب بزرگی در مدیریت انرژی ایجاد کند. از دیگر کاربردهای اورانیوم نیز می‌توان به استفاده در صنایع پزشکی و دارویی و همچنین سلاح‌های اتمی اشاره کرد.

راکتور هسته ای اورانیوم
راکتور هسته‌ای در بخش تحقیقات ناسا

تعریف و خصوصیات اورانیوم

اورانیوم یک عنصر شیمیایی رادیواکتیو است که دارای رنگ نقره‌ای-خاکستری و جلای فلزی می‌باشد. اورانیوم با عدد اتمی ۹۲ دارای نماد U در جدول تناوبی عناصر می‌باشد. متداول‌ترین ایزوتوپ‌های اورانیوم در طبیعت U238 و U235 به ترتیب با فراوانی ۹۹٫۲۷ و ۰٫۷۲ درصد هستند. همچنین تمامی ایزوتوپ‌های طبیعی اورانیوم، دارای خاصیت رادیواکتیو و قابلیت شکافت هسته‌ای هستند. علاوه بر اورانیوم، عناصر توریوم و پتاسیم از اصلی ترین عناصر زمینی هستند که رادیواکتیویته دارند.

در بین عناصر طبیعی، اورانیوم یکی از چگال‌ترین عناصر محسوب می‌شود. به گونه‌ای که تنها چهار عنصر اوسمیوم، ایریدیوم، پلاتینیوم و رنیوم دارای چگالی بیشتری نسبت به اورانیوم هستند. چگالی اورانیوم عنصری (خالص) ۲۰٫۲ گرم بر سانتی‌متر مکعب است. یعنی در واحد حجم یکسان، حدود ۲۰ برابر آب سنگین‌تر است! البته بایستی توجه داشته باشیم که این عنصر در طبیعت همواره به صورت ترکیب با دیگر عناصر وجود دارد؛ در نتیجه چگالی سنگ حاوی آن نیز پایین خواهد بود.

کانی‌های اورانیوم

کانی‌های اورانیوم را می‌توان به دو دسته‌ی اولیه و ثانویه تقسیم کرد. در ادامه به هر کدام از این گروه کانی‌ها اشاره خواهیم کرد.

کانی‌های اولیه اورانیوم

اصلی ترین کانی اورانیوم نوع اولیه، اورانینیت (UO2) است که به آن پیچبلند (pitchblende) نیز گفته می‌شود. دیگر کانی‌های اولیه عبارتند از: کارنوتیت (carnotite)، تیویامونیت (tyuyamunite)، توربرنیت (torbernite) و اوتونیت (autunite). داویدیت-برانریت-ابسیت و ائوکسنیت-فرگوسونیت-سامارسکیت نیز دو گروه دیگر از اورانیوم‌های اولیه هستند که فراوانی کمتری دارند.

کانی اورانینیت
کانی اورانیتیت، به عنوان یک کانی اولیه اورانیوم

کانی‌های ثانویه اورانیوم

تنوع بسیار وسیعی از کانی‌های ثانویه‌ی اورانیوم وجود دارد. اکثر این کانی‌ها رنگ‌های بسیار زیبا همراه با اثر فلورسنس را از خود نشان می‌دهند. متداول‌ترین این کانی‌ها عبارتند از: گومیت (به انگلیسی: gummite که ترکیبی از چند کانی است)، آئوتونیت (همراه با کلسیم)، سالیئیت (saleeite که همراه با منگنز است) و توربرنیت (همراه با مس). برخی از کانی‌های ثانویه اورانیوم نیز در دسته‌ی سیلیکات‌های هیدراته قرار می‌گیرند که از جمله‌ی آن‌ها می‌توان به کوفینیت (coffinite)، اورانوفِین (uranophane) و اسکلودوسکیت (sklodowskite) اشاره کرد.

کانی اوتونیت اورانیوم
کانی اوتونیت، به عنوان یک کانی ثانویه اورانیوم

تشکیل اورانیوم

کانی‌زایی اورانیوم در انواع مختلفی از سنگ‌های رسوبی و آذرین رخ می‌دهد. مورد مشترک در میان همه‌ی نهشته‌های طبیعی اورانیوم این است که این عنصر از یک سنگ منبع دارای مقادیر اندک اورانیوم شسته می‌شود و با غلظت بالا در یک سنگ میزبان نهشته می‌شود. به همین دلیل، نهشته‌های پلاسری را می‌توان از مهمترین منابع قابل استخراج آن دانست.

معدن اورانیوم
نمایی از یک معدن روباز اورانیوم

به طور کلی، کانسارهای اورانیوم را می‌توان به صورت زیر دسته‌بندی کرد:

  • کانسارهای اورانیوم در کنگلومرای پرکامبرین
  • کانسارهای اورانیوم نوع دگرشیبی
  • کانسارهای اوانیوم در ماسه سنگ ها
  • کانسارهای اورانیوم در سنگ‌های آذرین درونی
  • کانسارهای اورانیوم در سنگ‌های آتشفشانی

مکان‌ها و مواد دارای اورانیوم

همانطور که اشاره شد، اورانیوم را تقریباً در همه جای کره زمین می‌توان یافت. با این وجود، نهشته‌های معدنی ارزشمند آن را بیشتر می‌توان در کشورهایی نظیر استرالیا، قزاقستان و کانادا پیدا کرد. همچنین تا به امروز، بالاترین عیار در میان ذخایر اورانیوم، مربوط به ناحیه‌ی آتاباسکا در کانادا بوده است.

در ایران نیز فرایند پی جویی و اکتشاف ذخایر معدنی اورانیوم به نتایج ارزشمندی دست یافته است. به عنوان مثال در منطقه‌ی ساغند یزد ذخیره‌ای به حجم بیش از سه هزار تُن کانسنگ اورانیوم وجود دارد که از سال ۱۳۹۸ مورد استخراج و بهره برداری قرار گرفته است.

در طبیعت مواد بسیار زیادی حاوی اورانیوم هستند؛ به طوری که حتی در آب آشامیدنی نیز مقدار بسیار ناچیزی اورانیوم وجود دارد. در جدول زیر، برخی از موادی که دارای اورانیوم هستند، همراه با غلظت این عنصر در آن‌ها (در واحد پی پی ام) قابل مشاهده است.

نوع ماده غلظت اوانیوم (ppm)
کانسنگ با عیار بالا کمتر از ۲۰۰۰۰
کانسنگ با عیار پایین بیشتر از ۱۰۰۰
گرانیت ۴
سنگ آتشفشانی ۲۰ الی ۲۰۰
سنگ رسوبی ۲
شیل سیاه ۵۰ الی ۲۵۰
پوسته زمین ۲٫۸
آب دریا ۰٫۰۰۳
آب زیرزمینی کمتر از ۰٫۰۰۱ تا ۸

منابع:

  • lenntech.com
  • geoinfo.nmt.edu
  • اقتصاد آنلاین

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *