(H2N2)–Uran, tiếng Latinh uranum ký hiệu – U. Uran là nguyên tố phóng xạ thuộc nhóm III B, chu kì 7 bảng tuần hoàn các nguyên tố; số thứ tự 92; nguyên tử khối 238,029; thuộc họ actinoit. U do nhà hoá học Đức Klaprôt (M. Klaproth) phát hiện năm 1789; gọi theo tên hành tinh Uran. Quặng tự nhiên gồm ba đồng vị U238 (99,282%), U235 (0,712%) và U234 (0,006%);
U tương đối hiếm và phân tán trong thiên nhiên (nhiều hơn Ag, Hg), chiếm 2,5.10–4% khối lượng vỏ Trái Đất. Các đồng vị của U đều không bền, nhưng các đồng vị tự nhiên có chu kì bán rã rất lớn, vd. U238 có T1/2 = 4,5.109 năm.
Là một trong những kim loại nặng nhất, khối lượng riêng 19,04 g/cm3; màu trắng (bề ngoài giống thép); tnc = 1134 oC. Bị mờ xỉn trong không khí;
dạng bột bốc cháy khi đun nóng nhẹ. Tác dụng với nhiều nguyên tố phi kim khi đun nóng, có khả năng hấp thụ một lượng lớn hiđro.
urannit là khoáng vật lớp oxit đơn giản UO2 . Là nguồn quan trọng nhất của uran và Radi. Độ cứng 5-6. Khối lượng riêng 10,3-10,6. Thường thường dao động trong khoảng 8-10. Phóng xạ mạnh.
Thường có một phần U4+ bị oxi hoá thành U6+. Thường chứa các tạp chất: chì, nguồn gốc phóng xạ, thori và các nguyên tố đất hiếm. Căn cứ hàm lượng chì xác định được tuổi tuyệt đối của khoáng vật, quặng và mỏ. Hệ lập phương. Gặp tập hợp hạt xâm nhiễm, dạng thận (nhựa uran). Màu đen nhựa tới đen hơi lục. Ánh nhựa, bán kim. Độ cứng 5 – 6; khối lượng riêng loại tinh thể 8 – 10 g/cm3, loại keo đặc sít 6,5 – 8,5 g/cm3. Có tính phóng xạ mạnh. Gặp trong mỏ pecmatit, các mạch quặng nhiệt dịch chứa coban, niken, bitmut, bạc, asen. Nguồn để lấy uran; dùng để xác định tuổi tuyệt đối khoáng vật bằng phương pháp đồng vị chì.
Có một điều lý thú là quặng urannit được khai thác đi kèm với bạc, trong một thời gian dài trước khi vợ chồng Curie phát hiện tính phóng xạ mạnh thì radi chỉ sử dụng để sản xuất sơn vàng, da cam và đen.
U có một tính chất quan trọng và giá trị to lớn là khi bắn phá bằng nơtron thì phân hạch (vỡ thành hai hạt nhân trung bình và 2 – 3 nơtron). Sự phân hạt nhân ra là quá trình nhân nguyên tử U235 bị tách ra làm hai phần do việc bắn mạnh các nơtrôn. Do đó, năng lượng mạnh khủng khiếp được tạo ra. Mỹ đã sử dụng công nghệ năng lượng hạt nhân và chế tạo bom nguyên tử (bom A); hai quả bom nguyên tử mà Mỹ ném xuống các thành phố Hirôsima (Hiroshima) và Nagaxaki (Nagasaki; Nhật Bản 1945) là làm từ U235.
Liên xô lần đầu tiên sử dụng năng lượng nội hạt nhân cho mục đích hòa bình: xây dựng nhà máy điện chạy bằng nguyên liệu tử.
Một pound (~ 0,452g) U tạo ra một năng lượng bằng với năng lượng khi ta đốt khoảng 1.400 tấn than đá. Do đó nguyên tố đồng vị U235 được dùng trong các lò phản ứng hạt nhân để sản xuất ra năng lượng. U cũng được dùng để hút các tia X và tia Gama. Các loại oxít của nó được dùng làm chất xúc tác trong vài phản ứng hoá học.
Radi thu được khi gia công quặng tinh chế có nhiều ứng dụng khác nhau: Những tia phóng xạ phát ra từ nhân nguyên tử U rất hữu dụng. Những tia này được sử dụng trong nông nghiệp, công nghiệp, sinh học và y khoa trong y học khi điều trị khối u ác tính (radon là sản phẩm phân rã của radi; tia gama radi sử dụng để chiếu nhằm kiểm tra các hư hỏng trong các chi tiết kim loại, công trình bê tông, vv…
Bắt đầu từ năm 1978 ở Việt Nam đã tiến hành một cách hệ thống công tác tim kiếm các đối tượng U, bao gồm vẽ bản đồ phóng xạ và công tác khai đào tại các dị thường và điểm lộ uran.
Trong các mỏ urant chia ra các loại nguồn gốc:
– Tích tụ khoáng vật uran trong pecmatit granit và xienit;
– Phần lớn oxit uran phổ biến trong mỏ nhiệt dịch;
– Oxit uran được tạo thành trong quá trình ngoại sinh.
Trữ lượng uran tìm thấy trong các mỏ nhỏ phân bố ở Trung bộ Việt Nam, tại khu vực Nông Sơn, U tích tụ trong sa thạch và ở phía Bắc Việt Nam tại khu vực Nặm Xe, ở đây U nằm trong kết hợp với các phần tử đất hiếm trong đá hoa. Hàm lượng U trong các mỏ tương đối thấp (0,05-0,003%).
Việc thăm dò các mỏ uran ở Việt nam do Liên Đoàn địa chất xạ-hiếm và phòng Địa vật lý của Cục Địa chất và khoáng sản – Bộ Công nghiệp đảm nhệm. Từ năm 1997, đã triển khai công tác thăm dò U trên các khu vực triển vọng.
Quy hoạch khai thác, chế biến quặng uran
Tổng trữ lượng tài nguyên U của Việt Nam dự báo khoảng 218 ngàn
tấn U3O8, trong đó cấp C1 và C2 khoảng 17 ngàn tấn; cấp P khoảng 201 ngàn tấn.
Trong giai đoạn 2008-2015, kết hợp với công tác thăm dò, triển khai nghiên cứu công nghệ quy mô bán công nghiệp. Trên cơ sở kết quả thăm dò và nghiên cứu công nghệ, lập báo cáo khả thi khai thác mỏ Pà Lừa hoặc Pà Rồng. Thăm dò mỏ Pà Lừa đạt 4.000 tấn U3O8; mỏ Pà Rồng đạt 4.000 tấn U3O8; mỏ Khe Cao và các diện tích khác đã được đánh giá khoảng 6.000 tấn U3O8.
Trong giai đoạn sau 2015, khai thác với quy mô nhỏ (công suất khoảng 50-100 ngàn tấn quặng nguyên khai/năm) ở khu vực Nông Sơn. Giai đoạn đầu sản xuất U kỹ thuật từ quặng, tiếp đó thực hiện từng bước các giai đoạn chế tạo viên gốm và thanh nhiên liệu uran thiên nhiên và uran giàu (theo phương án thuê gia công hoặc nhập nguyên liệu giàu).
Đến năm 2025, từng bước thực hiện một số khâu của chu trình nhiên liệu hạt nhân, tiến tới sản xuất nhiên liệu hạt nhân từ nguồn tài nguyên U khai thác trong nước.
Năm 2004 Quốc hội nước CHXHCNVN đã thông qua đề án xây dựng nhà máy điện nguyên tử đầu tiên ở Việt Nam. Dự kiến đến năm 2010 trong nước sẽ cho ra từ 2000 đến 4000 MW công suất phát điện hạt nhân.
Ngày 03/6/2008 tại kỳ họp thứ ba Quốc hội nước CHXHCNVN khóa XII đã thông qua Luật Năng lượng nguyên tử, mở ra trang sử mới cho việc ứng dụng nguyên tử vào mục đích hòa bình ở nước ta.
Uran là loại khoáng sản đặc biệt thuộc sở hữu của toàn dân do Nhà nước độc quyền quản lý, vì vậy, trước mắt, cần ưu tiên tiến hành chương trình thăm dò và điều tra tài nguyên; nghiên cứu công nghệ; đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao để có thể tiếp thu công nghệ nước ngoài trong quá trình hợp tác nghiên cứu, khai thác và chế biến uran theo Quyết định 114//QĐ-TTg ngày 23/7/ 2007 của Thủ tướng Chính phủ về Kế hoạch tổng thể thực hiện Chiến lược ứng dụng năng lượng nguyên tử vì mục đích hoà bình đến năm 2020.
Trương Quang (tổng hợp)
Nguồn Viện CN Khoan
