Pikblendas (uraninitas) – radioaktyvus urano mineralas ir rūda

Pikblendas (uraninitas) – radioaktyvus urano mineralas ir rūda: cheminė sudėtis, istorija, radioaktyvumas, helis, švino ir urano panaudojimas.

Pitchblende yra radioaktyvus, daug urano turintis mineralas ir rūda. Jo cheminė sudėtis yra daugiausia UO₂ , tačiau jame taip pat yra UO₃ ir švino, torio bei retųjų žemių elementų oksidų. Dėl juodos spalvos ir didelio tankio jis žinomas kaip pikblendas. Jis taip pat paprastai vadinamas uraninitu. Mineralas žinomas bent nuo XV a. iš sidabro kasyklų Rūdiniuose kalnuose, Vokietijos ir Čekijos pasienyje. Vokietijoje rastą pikblendą 1789 m. M. Klaprotas panaudojo elementui uranui atrasti.

Pitchblende yra nedidelis kiekis radžio, kuris yra radioaktyvusis urano skilimo produktas. Kadangi urano izotopai²³⁸U ir ²³⁵U skyla ir sudaro švino izotopus²⁰⁶ Pb ir²⁰⁷ Pb, pikblende taip pat visada yra nedidelis švino kiekis. Smalkoje taip pat yra nedidelis helio kiekis, kuris atsiranda dėl alfa skilimo. Pirmą kartą Žemėje helis buvo rastas pikblende po to, kai buvo aptiktas Saulės atmosferoje.

Sudėtis, struktūra ir fizinės savybės

Pikblendas (uraninitas) daugiausia sudarytas iš urano oksidų (UO₂ ir UO₃ mišinys). Tai dažniausiai masyvus, tankus, juodos arba tamsiai rudai juodos spalvos mineralas, kartais su metalo blizgesiu. Kristalografinė uraninitui būdinga sistema yra kubinė (isometrinė), tačiau dauguma pavyzdžių pasitaiko masyvūs arba grūdiški. Tankis stipriai kinta priklausomai nuo urano kiekio ir nečistumų — dažnai apytiksliai 6–10 g/cm³. Mineralas yra kietas, tačiau gali būti skilus ir dažnai sutinkama oksidacijos paviršių su geltonais ar rudos atspalviais, kuomet sudaro antrines urano mineralines formas.

Susidarymas ir geologinė aplinka

Pikblendas dažniausiai susidaro hidroterminėse pirtyse, pegmatituose, granitinėse intruzijose ir kituose urano koncentracijos židiniuose. Jis gali būti pirminė urano rūda arba formuotis pluoštinėse ir masyviosioms sankaupoms. Oksidacijos zonose uraninitas transformuojasi į antrinius urano mineralus, pavyzdžiui, uranofaną, schoepite ir kitus geltonus ar žalsvus urano oksido hidratus.

Panaudojimas ir reikšmė

Pikblenda yra svarbiausia urano ir kartais torio šaltinis — iš jos išgaunamas uranas naudojamas branduoliniam kurui ir branduolinei energetikai. Istoriškai ši rūda buvo lemiama atrandant naujus elementus: vėlesniais laikais iš pikblendos tyrinėjimų buvo išskirti radis ir polonis, o mineralas svariai prisidėjo prie radioaktyvumo tyrimų pradžios.

Radionuklidai, skilimo produktai ir pavojai

Pikblende nuolat vyksta urano skilimas, todėl mineralas yra radioaktyvus ir jame sutinkami skilimo grandinės produktai — radis, švinai ir inertinis dujos radonas. Radonas (irradiacijos produktas iš radžio) ypač pavojingas, nes tai radioaktyvi dujos forma, kuri gali kauptis uždarose erdvėse (pvz., kasyklose, rūsiuose) ir didinti plaučių vėžio riziką. Be to, alfa spinduliavimas iš urano ir jo skilimo produktų gali kelti pavojų prižiūrint ir perdirbant pikblendą, todėl tokiose veiklose būtinos griežtos radiacinės saugos priemonės.

Istoriniai faktai

Pikblenda ilgą laiką buvo žinoma kalnakasiams kaip juodasis urano turintis mineralas. 1789 m. M. Klaprotas apibūdino medžiagą, kurią pavadino „uranitu“, o vėliau urano atradimas padėjo vystytis radioaktyvumo tyrimams. XIX a. pabaigoje ir XX a. pradžioje iš pikblendos tyrimų kilę atradimai (pvz., radžio ir polonio išskyrimas) ženkliai prisidėjo prie fizikos ir chemijos pažangos. Helis Žemėje pirmą kartą buvo aptiktas būtent urano turinčiuose mineraluose, po to kai jis anksčiau buvo aptiktas Saulės spektruose.

Apsauga ir tvarkymas

Dirbant su pikblenda ir jos atliekomis būtina laikytis radiacinės saugos taisyklių: riboti ekspoziciją, naudoti asmens apsaugos priemones, užtikrinti tinkamą ventiliaciją (ypač siekiant sumažinti radono koncentraciją) ir saugų atliekų šalinimą. Kasybos ir perdirbimo metu būtini monitoringas bei reguliari sveikatos priežiūra darbuotojams.

Apibendrinant — pikblendas (uraninitas) yra svarbi urano rūda, turinti didelę tiek geologinę, tiek istorinių mokslinių atradimų reikšmę. Dėl stiprios radioaktyvumo savybės jis reikalauja atsargaus tvarkymo ir rimtų saugos priemonių.

Atsiradimas

Pitchblendas yra pagrindinė urano rūda. Vienos iš geriausios pasaulyje urano rūdos buvo rastos Šinkolobvės kasykloje Kongo Demokratinėje Respublikoje (pirminis Manheteno projekto šaltinis) ir Atabaskos baseine Kanados šiaurėje. Kitas svarbus pikblendo šaltinis yra Didysis lokio ežeras Kanados šiaurės vakarų teritorijose, kur jo randama daug kartu su sidabru. Jis taip pat randamas Australijoje, Vokietijoje, Anglijoje ir Pietų Afrikoje. Jungtinėse Amerikos Valstijose jo randama Naujojo Hampšyro, Konektikuto, Šiaurės Karolinos, Vajomingo, Kolorado, Arizonos ir Naujosios Meksikos valstijose.

Urano rūda paprastai perdirbama netoli kasyklos į geltonąjį kepinį, kuris yra tarpinis urano perdirbimo etapas.

Uraninito kristalai iš Topšamo, Meino valstija (dydis: 2,7×2,4×1,4 cm)

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra piklendis?

K: Kodėl jis vadinamas pikblendžiu?

K: Kur pirmą kartą buvo rastas pikblendas?

K: Kas ir kuriais metais panaudojo pikblendą uranui atrasti?

K: Kokių dar elementų, be urano, yra pikblende?

K: Iš kur pikblende yra radžio?

Klausimas: Koks dar elementas yra pikblende dėl alfa skilimo ir kur jis buvo atrastas pirmą kartą?

Paieška pagal raidę