Ochuzeného uranu je uran jehož izotopové složení má nízkou množstvím lehkého izotopů, mezi 0,2 a 0,4% 235 U (přírodní uran má obsah 0.7204% v 235 U). Je to vedlejší produkt zařízení na obohacování uranu nebo zařízení na zpracování vyhořelého paliva .
Chemické vlastnosti (zejména chemická toxicita) se nemění s izotopovým složením.
Radioaktivita z ochuzeného uranu je nižší než v případě přírodního uranu, v důsledku nižšího podílu lehkých izotopů 234 U a 235 ve tvaru písmene U , které mají kratší poločas než je izotopu 238 U. L Jak je ochuzený uran nemá definované složení, nelze jej přesně charakterizovat, jeho vlastnosti mohou být v jakémkoli bodě mezi přírodním uranem a uranem 238 . Kromě toho se ochuzený uran postupně dostává do sekulární rovnováhy se složkami jeho rozpadového řetězce , což postupně zvyšuje radioaktivní aktivitu ochuzeného uranu, o kterém se původně předpokládalo, že je chemicky čistý (čtyřnásobně na sekulárním měřítku). .
Přírodní uran je v zemské kůře poměrně rozšířený , zejména v žulových a sedimentárních půdách. Koncentrace uranu v těchto horninách je řádově 3 g / t .
Rozpad řetězec uranu 238 ukazuje řetězu po sobě rozpadů, že takový izotop podstoupí transformaci, v průběhu času, do stabilní prvek , 206 Pb olovo . Každý kaz transformuje izotop do nového prvku a vidí emisi alfa částice (jádro helia ) nebo β - (elektron).
Uran byl produkován třemi různými cestami, z nichž každá vedla k různým izotopovým složením (a radiotoxicitě ).
První historickou výrobou ochuzeného uranu byla výroba jaderných elektráren pracujících na přírodní uran typu CANDU , UNGG nebo RBMK , původně určených pro výrobu plutonia pro vojenské účely (poté pro výrobu elektřiny). Po zpracování vyhořelého jaderného paliva, které umožňuje chemickou separaci plutonia , štěpných produktů a dalších aktinidů , se uran nespotřebovaný v elektrárně přepracuje na uran . Jeho hladina izotopu 235 je řádově 0,2%, což se mění podle rychlosti spalování vyhořelého paliva. Následně byl přepracovaný uran také vyroben přepracováním paliva vytvořeného z obohaceného uranu , jehož izotopová rychlost je vyšší (řádově 0,4%). Tento uran obsahuje stopy štěpných produktů, ale také izotopy U-234 a U-236, mnohem radioaktivnější, které nelze chemicky oddělit od zbytku uranu. Počet recyklačních operací je omezen postupnou akumulací izotopů U-234 a U-236 ve vyhořelém palivu v přepracovaném uranu, které nejsou štěpné a navíc jsou vysoce radioaktivní.
Obohacování uranu z přírodního uranu potom bylo rozvinuto produkovat obohacený uran potřebný pro atomové bomby a pro jaderné elektrárny na tlakovou vodu nebo vařící vody . Zařízení na obohacování uranu rozděluje uran na dva proudy, jeden obohacený o izotop 235 (což je požadovaný produkt) a druhý ochuzený, a proto obsahuje méně uranu 235 (a prakticky více uranu 234). Po izotopové separaci zůstává uran vedlejším produktem procesu. Odmítá se s izotopovou rychlostí řádově 0,2% až 0,3%, ekonomické optimum procesu v závislosti na poměru mezi náklady na přírodní uran a cenou oddělovací pracovní jednotky .
Nakonec může být přepracovaný uran sám o sobě obohacen namísto přírodního uranu, aby se získal uran 235, který obsahuje, pokud ekonomické podmínky činí tuto operaci atraktivní. Izotopové obohacení má tendenci oddělit U-234 od obohacené frakce, ale těžší U-236 má tendenci zůstat u vyčerpané složky. Tato koncentrace radioaktivního izotopu činí ochuzený přepracovaný uran mnohem nebezpečnější z hlediska radiotoxicity než jeho protějšek získaný z přírodního uranu.
Tento ochuzený uran nelze použít v současných jaderných reaktorech, ale lze jej použít jako palivo v rozmnožovacích reaktorech .
Globální inventář ochuzeného uranu
Země | Organizace | Zásoby UA (v tunách) | Datováno |
---|---|---|---|
Spojené státy | SRNA | 480 000 | 2002 |
Rusko | FAEA | 460 000 | 1996 |
Francie | Areva NC | 315 000 | 2017 |
Spojené království | BNFL | 30 000 | 2001 |
Německo | URENCO | 16 000 | 1999 |
Japonsko | JNFL | 10 000 | 2001 |
Čína | CNNC | 2 000 | 2000 |
Jižní Korea | KAERI | 200 | 2002 |
Jižní Afrika | NECSA (cs) | 73 | 2001 |
CELKOVÝ | 1,188,273 |
Jaderné použití: Ochuzený uran lze přeměnit na oxid uranu prodávaný jako palivo pro rychlé neutronové reaktory .
V Rusku oznámil Atomenergoprom na konci roku 2009 zahájení činnosti v Zelenogorsku ( Krasnojarská oblast ) jednou ze svých dceřiných společností sdružených s AREVA a na základě procesu Areva NC první jednotky pro přeměnu ochuzeného uranu (DUF) na uhlík oxid uran 238 UO 2 ( očekáváno 10 000 t / rok ).
Nejaderné použití: Ochuzený uran se nyní používá téměř ke všem nejaderným účelům uranu, protože jeho fyzikální vlastnosti jsou velmi podobné vlastnostem přírodního uranu.
Vysoká hustota ( 19 050 kg m −3 ) ochuzeného uranu a jeho relativně nízké náklady ho činí výhodnějším než jiné kovy podobné hustoty ( osmium 22 610 kg m −3 ; iridium 22 562 kg m −3 ; platina 21 090 kg m −3 ; rhenium 21 020 kg m −3 ; zlato , 19 300 kg m −3 ; wolfram 19 250 kg m −3 ), i přes toxicitu .
Je také samozápalný , to znamená, že se může v jemně rozdělené formě spontánně vznítit při okolních teplotách.
Mezi hlavní aplikace:
V minulosti ochuzený uran sloužil jako protizávaží v pohyblivých částech ocasu a křídel letadel, než byl v 80. letech při tomto použití nahrazen wolframem . Například v prvních verzích Boeingu 747 najdeme o něco méně než 400 kg UA .
Myšlenka využití DU jako „penetrátora“ sahá až do druhé světové války, kdy jej kvůli nedostatku wolframu využil říšský ministr pro vyzbrojování Albert Speer. Hustota uranu z něj činí dobrého kandidáta na materiál pro šípovou střelu používanou jako protitanková munice. Navíc uran rozprášený nárazem vykazuje pyroforické vlastnosti , což zvyšuje jeho penetrační kapacitu zápalnou kapacitu, která obvykle odpálí svůj cíl.
První válka v Perském zálivu od roku 1990Spojené státy používaly munici s ochuzeným uranem během první války v Perském zálivu v Iráku (1990 - 1991). Odhaduje se, že mezi iráckými jednotkami bylo během jejich stažení z Kuvajtu vystřeleno 320 až 800 tun .
Válka v Kosovu od roku 1998NATO předala zprávu OSN, které poskytují mapy bombardování stránek s upřesněním, že se používá v kosovské války (Březen 1998 - Červen 1999) munice s ochuzeným uranem, zejména ve více než 100 misích amerických bombardérů A-10 , přičemž klesla 31 000 munice s ochuzeným uranem.
Válka v Iráku od roku 2003Během války v Iráku (Březen 2003 - prosince 2011), od prvních měsíců války používaly Spojené státy v městských oblastech ochuzené uranové bomby. Padly stovky tun munice s ochuzeným uranem.
Podezření na nové zdravotní stavyK možným účinkům použití zbraní s ochuzeným uranem byl přičítán syndrom války v Perském zálivu a balkánský syndrom . Vyvolávané syndromy se liší podle toho, zda se týkají populace ( leukémie , vrozené vady u dětí, rakovina prsu atd .)> Nebo bojovníků (chronická únava, ztráta paměti, snížené dýchací schopnosti atd.). Tato imputace se používá kontroverzním způsobem k požadavku zákazu tohoto typu munice na mezinárodní úrovni, přičemž se argumentuje zejména tím, že v míře, v níž musí být uran považován za toxický (radiologický nebo chemický), musí být jeho použití považováno za nezákonné. s ohledem na mezinárodní právo. Na těchto žádostech jsou založeny i nároky na náhradu škody od veteránů.
Některé zdroje zpochybňují nebezpečnost ochuzeného uranu: potvrzují, že popsané příznaky nesouhlasí se škodlivými účinky uranu, jak jsou známy; a dále, že tyto příznaky jsou hlášeny u lidí, kteří nezůstali v střeleckých zónách. Prohlídka míst zasažených těmito stávkami na místě by podle těchto zdrojů identifikovala pouze mírné zvýšení radioaktivity, někdy dokonce nezjistitelné, což je nicméně zpochybňováno mnoha dalšími svědectvími (v mnoha dokumentech vyrobených o uranových zbraních že radioaktivita v kontaminovaných oblastech, například v Iráku, často překračuje 100 mikroSieverts za hodinu a může dosáhnout až 4 milliSieverts za hodinu v tancích zničených těmito zbraněmi). Současný postoj všech veřejných orgánů, interních i mezinárodních, zabývajících se touto problematikou, je velmi jasný a neustále se opakuje: „V současné době neexistují žádné důkazy o tom, že vystavení účinkům použití munice s ochuzeným uranem představuje riziko. personál sil pod vedením NATO nebo civilní obyvatelstvo na Balkáně. Je však třeba poznamenat, že Belgie v roce 2007 zakázala používání zbraní s ochuzeným uranem (zákon „Mahoux“) a dokonce zakázala investice do společností vyrábějících tyto zbraně. Rovněž se tvrdí, že poruchy hlášené u veteránů by se spíše přisuzovaly stresu a že zvažované příznaky nemusí být nutně statisticky významné, ale lze to zpochybnit, protože Irák, země, kde byly použity zbraně s ochuzeným uranem, je nejvíce využíván. , má podle statistik WHO z roku 2009 nejvyšší míru leukémie a lymfomu na světě ( Afghánistán , další silně bombardovaná země, je na poměrně blízké úrovni).
Leukémie a lymfomy jsou dva typy rakoviny, které se poměrně často projevovaly v oblastech kontaminovaných uranovými zbraněmi, protože by se mohly vyvinout kolem prachu vdechovaného nebo požitého v důsledku alfa výstřelů ze zdroje, včetně koeficientu relativní biologické účinnosti je velmi vysoký. Ve skutečnosti bylo prokázáno, že malá část energie rozpadu alfa částic je koncentrována na několik buněk bezprostředně sousedících s požitými nebo inhalovanými zdroji záření, což vede k lokálnímu působení „extrémně vysokých“ dávek záření na ně. To potvrzuje Příručka NATO o lékařských aspektech obranných operací NBC AmedP6 (B), kapitola 506 o alfa záření, která uznává, že „extrémně vysoké dávky záření mohou být přeneseny do několika buněk bezprostředně sousedících se zdrojem. Alfa záření “. Zdá se, že dopady alfa zářičů na zdraví byly značně podhodnoceny. Studie publikovaná ve vědeckém časopise Conflict and Health ukázala, že uran se často vyskytuje ve vlasech rodičů poškozených dětí ve Fallúdži. Všimněte si také článku „Poškození oxidačního DNA katalyzovaného ochuzeným uranem: nepřítomnost významného rozpadu alfa částic“, publikovaný v časopise Journal of Inorganic Biochemistry, který na závěr uvádí, že kontaminace uranem může vyvolat rakovinné léze.
Od šedesátých let se ochuzený uran kvůli své hustotě používá jako protizávaží na ocasech, řídících plochách a křidélkách civilních letadel. Pokud je neporušený a jeho radioaktivita α a β se šíří jen na krátkou vzdálenost, není to považováno za nebezpečné. Na druhou stranu, při vdechování ve formě prachu nebo aerosolu během požáru nebo nehody mohou být kontaminovány osoby, které přežily, záchranné týmy a sousedé. Stalo se to v Evropě během leteckých katastrof:
Radiotoxicita ochuzeného uranu závisí silně na jeho zdroji původu:
Dokument NATO AASTP-1 ze dne 25. srpna 1992konstatuje, že „vdechování forem uranu nerozpustných v tělních tekutinách může vytvořit stav [hmoty], kdy radiologický účinek převáží účinek chemické toxicity“. U kovových oxidů uranu však převažuje spíše nerozpustná forma. A uran je těžký kov, který dlouho přetrvává v tělesných orgánech a může cestovat do kostí nebo do mozku. Může dokonce cirkulovat půjčením nervů ... Může zůstat v těle několik let, a proto může působit vysoké dávky záření.