Hvordan Uran Mining Works

{h1}

Uranminedrift er nøglen til oprettelsen af ​​atomvåben. Lær om uran minedrift på WordsSideKick.com.

Mining byer trækker monikere fra det. Politiske ledere holder tætte faner på den. Andre flade ud afviger det.

Ja, uran ejer sin andel af kontroversen.

I årevis har elementet været bundet til at tale om atomvåben og atomalderenes fødsel. I dag har metalmet imidlertid spillet en anden rolle - i form af energi. Faktisk er meget af det berigede uran, der er opbevaret i atomvåben fra våbenkonkurrencen, blevet omdirigeret til at udbrede verdens atomkraftreaktorer, som gav verden næsten 14 procent af sin elektricitet i 2010 [kilde: Nuclear Energy Institute].

Og det er også ekstremt kraftigt. En 7-grams pellet af uranbrændstof producerer så meget energi som 3,5 tønder olie og 807 kg (1,779 pounds) kul [kilde: Newfoundland Labrador DNR].

Ud over belysning af boliger og virksomheder gennem kernekraft producerer uran radioisotoper, som producerer stråling, som kan hjælpe med at diagnosticere og behandle visse medicinske tilstande. Det bruges også til afskærmning og i sin udarmede form som modvægt til fly.

Men hvor kommer uran fra, og hvordan er det samlet?

Som andre metaller forekommer uran naturligt i sten på jordens overflade og kan ekstraheres gennem uran minedrift. Minearbejdere opdagede oprindeligt uran sammen med radium, et andet element, der blev brugt som glødende, dekorativ maling (i hvert fald indtil folk realiserede sine skadelige, radioaktive effekter). Uran slog markedet som en dekorativ glasur, inden dets atomare egenskaber blev opdaget.

Dette tungmetal kommer i flere isotoper, eller former af elementet med forskellige antal neutroner. Afhængig af stabiliteten af ​​en isotop kan nogle være mere radioaktiv (sandsynligvis at afgive energiske partikler) og fissilt (sandsynligvis producere nuklear fission) end andre. Uran-238 måler som den mest overflødige isotop af elementet på jorden og kan findes i klipper og havvand. Men det er ikke så radioaktivt som uran-235, den mest kendte form for uran, der bruges til at skabe nukleare reaktioner.

I denne artikel vil vi kortlægge uran minedriftsprocessen, spore elementet, da det overgår fra malm til brændstofpiller, der er klar til at blive brugt af atomreaktorer. Vi vil også se på voks og min uran minedrift samt risikoen for mennesker og miljøet ved at følge den omstridte debat om minedrift uran på baghaven i USAs mest ikoniske canyon.

Damp din dommedag ur, da vi genopfatter oprindelsen af ​​uran minedrift og alle ting nukleare på den næste side.

Historie af uran minedrift: Race for Yellowcake

1. juli 1947: Minearbejdere søger uran i bjergene nord for Adelaide, Australien.

1. juli 1947: Minearbejdere søger uran i bjergene nord for Adelaide, Australien.

"Fat Man", "Little Boy", "The Bomb", "nukes" - uanset hvad der kommer til at tænke, blev atomvåben dybt indviklet i den globale psyke efter Anden Verdenskrig.

Uranens debut som et nukleært element går tilbage til tophemmeligheden Manhattan Project, hvorigennem forskere udviklede den første atombombe. I De Forenede Stater dukkede miner op ud vest i Colorado Plateau, et område, der forener hjørnerne Utah, Colorado, New Mexico og Arizona. Denne periode falder også sammen med Atomenergi Act fra 1946, som tillod uran minedrift i USA, så længe det færdige produkt endte i offentlige hænder [kilde: Atomenergikommissionen].

En af USAs naturlige vidundere, Grand Canyon, har også tjent som en slagmark for uran minedrift i Arizona, hvor fester diskuterede områdets betydning for dets naturlige ressourcer og turisme [kilde: Amundson]. Faktisk hentede amatørprospektorer på radioaktive områder, der senere ville blive navngivet Orphan Mine i Grand Canyon National Park.

Det er helt sikkert, at 2. verdenskrig sætter uran i stand til at være et kraftværkerelement.

"Uran gik fra at være en ukrudt til et våben," sagde Michael Amundson, en historiker, professor og ekspert på Atomic Age. "I stedet for at tjene som dette ubrugelige pigment blev det et strategisk element i krigen."

Men Nordamerika var ikke det eneste kontinent med en appetit for uran. Den globale efterspørgsel efter metallet voksede i 1950'erne under våbenkapløb mellem USA og Sovjetunionen, da de højt berigede former af elementet blev brugt til at skabe atomvåben. Rundt om i verden blev økonomiske incitamenter og løftet om at forsvare sit land og dets allierede blevet grund til at støtte erobringen af ​​"wonder metal".

I 1970'erne skiftede fokus på uran til dets anvendelse som brændstof til den voksende atomkraft sektor. Men glamouren og løftet om atomkulturen slog af, da frie markeder blev normen. Offentlige frygt omkring atomteknologien voksede også. Three Mile Island-ulykken i 1979 gjorde folk endnu mere frygtede for atomkraft og behandlede et andet slag for at kæmpe for uran-minedrift i USA. I dag siger nogle eksperter, at uran minedrift stiger igen, da den globale efterspørgsel efter elementet vokser [kilder: Nuclear Energy Agency; Deery].

Så hvor begynder jagten på uran? Tip: Sandsynligvis ikke i din baggård.

Jagten på uran

Før virksomheder kan tænke på at sætte minearbejdere på jobbet, skal de finde malmforekomster. Hvordan fandt uran-prospektorer, uranboom-opportunister som Charlie Steen og erfarne eksperter uran til at begynde med?

De fleste minedrift stammer fra større forekomster, der varierer i størrelse og dybde.Australiens olympiske dam, en af ​​verdens største steder, har udforsket og brugt omkring 6,5 millioner fod (2.000 kilometer) land [kilde: World Nuclear Association]. I de senere år har landmændene konstateret, at 1,1 millioner hektar jord nær Grand Canyon kan være egnet til minedrift, selvom amerikanske præsident Obama meddelte et 20 års forbud mod uranudvinding på 1 million hektar jord nær Grand Canyon i 2012 [kilde: US Natural Resources Committee).

Denne indledende fase af minedriftsprocessen kaldes udforskning, hvor geoscience eksperter regner ud, hvilke områder der ville være økonomisk muligt at minde. Virksomheder sammenligner det anslåede antal genvindbare malmtænger med omkostningerne ved udvinding af dem. På grund af økonomiske begrænsninger dikterer landskab og adgang til en minedrift om virksomheder vil investere i minedrift der. Selv da er succeser sjældne. Blandt alle mineraler og metaller overgår omkring en ud af hver 1.000 efterforskningsprojekter til minedrift [kilde: British Columbia Crown Land Administration Division].

Men uranens radioaktivitet gør det lettere at finde det. Geiger tællere og scintillometers afhente stråling og hjælpe med at undersøge uran-hotspots [kilde: Hunter]. Landmålere bruger håndholdte Geiger-tællere til at detektere radioaktivitet tættere på jorden, mens større enheder kaldet scintillometre kan samle gammastråler på større afstande. Geologer vil også prøve jorden og klippen for at finde ud af forholdet mellem uran, der er gemt under jordens overflade. Flere uranisotoper forekommer sammen, herunder U-234, U-235 og U-238. Metoder til at opdage dem diskriminerer normalt ikke, hvilket er mere rigeligt i en prøve, men nogle enheder, der afhenter U-235, kan blive mere udbredt.

Uranens nedbrydningsproces giver også anledning til biprodukter, der hedder datterelementer som radium og radon, som også er radioaktive. Landmålere måler stråling omhyggeligt for at sikre, at de ikke fejler andre elementer til uran.

Når en virksomhed ved, at det vil give uran minedrift et skud, skal det ansøge om tilladelser fra den lokale og føderale regering. Processen adskiller sig fra land til land, men de fleste tilladelser sikrer, at virksomhederne opretholder standarder, der hjælper med at beskytte minearbejdere, nærliggende samfund og miljø. I USA opnår tilladelse til minedrift, at få investorer ombord og gennemføre ressourcevurderinger, hvor som helst mellem tre og ti år [kilder: Deery; Jæger].

Nu hvor vi ved lidt om urans historie og udforskningsfase, lad os grave ind i detaljerne om minedrift. Læs mere på næste side.

Hvor er verdens uran?

Canada og Australien producerer 40 procent af verdens uran, med USA kun skovle ud omkring 3 procent [kilde: Nuclear Energy Institute]. Investeringer i uranundersøgelse og minedrift har dog hoppet seks gange fra 2004 til 2008 i staterne for at øge indenlandsk forsyning [kilde: Nuclear Energy Institute]. Kasakhstan er også blevet en stor producent af uran i de senere år. Med hensyn til virksomheder, Kazatomprom, Areva og Cameco vejede ind som de bedste uranproducerende virksomheder fra 2011 [kilder: Gordon; Jæger].

Minedrift: Gør det meste ud af radioaktive caches

På billedet er en uranmine i Gas Hills, Wyo., Marts 1978.

På billedet er en uranmine i Gas Hills, Wyo., Marts 1978.

Efter at have fundet uranforekomster og opnår passende tilladelser, vil et firma begynde at minde. Der er et par måder at udvinde uran fra jorden: open-pit minedrift, underjordisk minedrift og in-situ recovery.

Minedrift metoder afhænger af typen af ​​depositum, om det er suspenderet i vand og geografi af området. For eksempel, hvis minearbejdere finder et depositum sandwichet mellem lag af rock og vand, vil in-situ recovery være en mere omkostningseffektiv løsning. Hvis eksperter beskæftiger sig med tørmalm, vil de højst sandsynligt holde sig sammen med en type open-pit eller underjordisk minedrift.

  • Open-pit fjernelse for uran ligner det, der er gjort for min anden metalmalm. Eksperter og minearbejdere vil bruge maskiner og sprængstoffer til at skabe en pit. Derefter vil de fjerne uranmalmen i stykker, der skal transporteres til videre behandling. Minearbejdere er specielt uddannet til at adskille malm fra affald. Ofte holder de dette motto i tankerne: "En min er en frygtelig ting at spilde, og affald er en frygtelig ting at minde" [kilde: Hunter]. Open-pit adskiller sig fra andre typer overflade minedrift, som fjerner overfladen i strimler gennem hele minedrift.
  • Underjordisk minedrift opfordrer til at dybere dybere i underjordiske minerysystemer, hvor minearbejdere bruger aksler eller adits (lodrette og vandrette tunneler) til at flytte udstyr og placere arbejdere i hele minen. Som vi vil diskutere senere udgør minedrift under jorden for uran højere sundhedsrisici end andre metoder.
  • In-situ recovery (tidligere kaldet in situ-udvaskning) forbliver en populær måde at minde for uran, især i USA, hvor uranaflejringer ofte ligger mellem sten og akviferer. I stedet for at fjerne bunker af malm til forarbejdning kræver in-situ opsving anvendelse af kemi til at adskille uranet fra malm i jorden. Ved at indsprøjte sodavand og klods-lignende opløsninger i malmen gennem rør, adskiller minearbejdere uran fra klippen og pumper opløsningen til overfladen. I USA er dette den mest almindelige form for uranudvindning til sandstenaflejringer [kilde: EPA]. Eksperter siger, at in-situ-genopretningen efterlader et mindre fodaftryk på miljøet, samt en mindre genvindingsfan for minefirmaer [kilder: Deery; Jæger].
  • Nogle operationer bruger bunkeudvaskning, en proces, hvor virksomheder udvinder malm, bryder den i mindre stykker over jorden og lækker bunken med kemikalier for at adskille uran. Efterhånden som kemikalierne trænger ud urinerer uranet i underjordiske rør, der samler løsningen. Amerikanske uranminer udøver ikke denne metode, hovedsagelig på grund af miljøpåvirkningerne ved at anvende sure kemikalier.

Uranmine kan forekomme ekspansiv, men et relativt lille antal arbejdere udfører opgaver på hvert sted. Omkring 35 personer hjælper med at bore og placere stålforstærkninger i jorden for at sikre aksler med maskiner. 35 minearbejdere specialiserer sig i fjernelse af uranmalm (i open-pit-operationer, 20 til underjordiske) og ca. 25 personer hjælper med genvindingsprocessen i indsats for at genoprette lande tilbage til sin naturlige tilstand [kilde: Deery].

Gå videre til næste side for at finde ud af, hvordan en slushy blanding af rock og uran bliver atombrændstof.

Fræsning og forarbejdning

Ved møllen gennemgår uranmalm en række ændringer for at gøre det til et færdigt produkt: uranpulver, også kendt som yellowcake.

Fræsningsprocessen er så vigtig, at den amerikanske atomenergikommission har hjulpet miner med at etablere møller i nærheden for at gøre det lettere at forarbejde uranmalm og fremskynde produktionen af ​​gulskage [kilde: Amundson].

For tør uranmalm males klipperne i mindre stykker, inden de placeres i tanke. In-situ opsvingsløsninger er som regel klar til at blive placeret i tanke også. Afhængigt af, hvordan uran blev udvundet, påføres malm kemiske løsninger for at fjerne andre stoffer væk. En del af processen vil adskille sand og snavs samlet med malmen gennem ionteknologi, mens en anden vil bruge en række opløsningsmidler til at plukke uran væk fra andre dele af malmen. Gennem fræsningsprocessen, rester af andre klipper og radioaktive elementer fra malmen - også kaldet tailings - er samlet for at blive opbevaret væk. Produktet vil fortsætte med kemisk adskillelse, indtil alt der er tilbage er den ønskede mængde uran.

Målet er at isolere uranoxid (U3O8) at sælge til virksomheder for yderligere berigelse. De fleste fræsningsoperationer beskæftiger mellem 20 og 50 personer [kilde: Hunter].

Efter fræsning vil andre virksomheder købe uran til berige det eller øge forholdet mellem isotop U-235 i en given prøve. Under berigelse omdanner videnskabsmændene gultkage (uranoxid) til uranhexafluoridgas, som sættes i cylindre for at blive et fast stof, når det afkøles [kilde: NRC]. For at berige uran nok til at blive brugt som atombrændstof vil arbejderne øge koncentrationen af ​​U-235 i prøven til normalt mellem 2 og 5 procent [kilde: Nuclear Energy Institute]. Derefter vil brændstoffabrikanter omdanne stoffet til uranoxidpulver til komprimering i uranbrændstofpellets. Berigelsesprocessen er højt reguleret og udføres ofte af andre virksomheder end dem der mined det.

Virkningerne af uran minedrift spænder ud over minen. Lær mere om aktivitetens indvirkning på menneskers sundhed næste.

Alt i en dags arbejde

Afhængigt af størrelsen af ​​operationen kan uranminer ansætte overalt mellem 12 og 8.000 mennesker [kilde: Hunter]. Som andre virksomheder bruger store mineselskaber forskellige tjenester, herunder cateringfirmaer eller kokke, receptionister, revisorer og depotpersonale. Andre stillinger er unikke for minedrift som eksplosiv ingeniører, geologer, medikere og sygeplejersker, ventilationsanalytikere, maskinlæssere, gravemaskiner, laboratoriespecialister og miljøingeniører.

En farlig metal? Uranens sundhedsmæssige bekymringer

Lige siden de negative sundhedsvirkninger omkring uran minedrift begyndte at overflade i 1950'erne, har den offentlige mening om uranminer splittet i lejre af støtte og opposition.

Begge sider er enige om, at uran minedrift rejser lovlige sundhedsmæssige bekymringer. De mest farlige aspekter af uran minedrift involverer radon gas, stråling og toksicitet risici.

Radon gas, et direkte produkt af radium-226, der stammer fra uran-238 henfald, vides at forårsage lungekræft [kilde: New Hampshire Department of Environmental Services]. Selv om radon kan hyppige alle typer miner, har tobakskrygere en øget risiko for at udvikle kræft [kilder: Nuclear Energy Institute; Hunter] Om halvvejs gennem det 20. århundrede strammes mineforordningerne for at gøre forholdene mere sikre. Mines kræver nu komplekse ventilationssystemer og beskyttelsesudstyr til minearbejdere, der arbejder under forhold med radon, især til underjordiske minedriftsprojekter. Arbejdsområder, herunder pauserum og små bygninger på stedet, testes rutinemæssigt for radongas i USA.

Der er også problemet med ioniserende stråling, hvilket skyldes mere af de elementer, der almindeligvis findes med uran, såsom radium. En vis stråling kan rejse gennem huden, men den type der er involveret i udvindingen af ​​uran forårsager de fleste problemer, når det ved et uheld indtages eller inhaleres. Flere undersøgelser har knyttet disse radioaktive elementer til en øget risiko for kræft [kilde: New Hampshire Department of Environmental Services].

Uran selv udgør mere risiko som et giftigt stof end et radioaktivt element. Indtagelse af uran kan forårsage nyreproblemer [kilde: Argonne National Laboratory]. Dets radioaktive fætter, radium, integrerer sig ofte i en persons knogler, som kan nedbryde en persons helbred og endda forårsage død. På grund af visse risici er fysiske krav og færdigheder involveret i alle former for minedrift, lønninger, som normalt er højere end det nationale gennemsnit [kilder: Deery; Jæger]. I 2010, U.S.minearbejdere, herunder dem der mine for uran, lavede gennemsnitligt 67.000 dollar - mere end 20.000 dollar mere end andre amerikanske arbejdstagere [kilde: National Mining Association].

For nærliggende samfund kan den største sundhedsrisiko være forurenet drikkevand fra minedrift, som kan indeholde radioaktive partikler og tungmetaller. En ekspert vurderer, at det normalt tager omkring 40 år at afhjælpe grundvand fra minedrift tilbage til sikre niveauer [kilde: Deery].

Uran-minedriftens virkninger er ikke begrænset til mennesker. Herefter ser vi på uran minedriftens indvirkning på miljøet.

Startede uran krigen i Irak?

Nogle kredit uran som katalysator, der startede Irak-krigen. I 2003 udtalte amerikanske præsident George W. Bush, at Irak havde købt uran fra Niger, hvilket indebar, at landet brugte elementet til at bygge masseødelæggelsesvåben. Uran ville have været nødt til at være beriget mere til at blive anvendt til masseødelæggelsesvåben eller atombrændstof. På trods af manglende sandhed til disse påstande i tilbageskridt - såvel som den misinformation, som Bush gav fra andre kilder - var intelligensen tilstrækkelig til at retfærdiggøre invasionen af ​​Irak, nogle siger [kilde: FactCheck.org].

Uranminedrift: Fare for miljøet

Som du kan forestille dig, kræver uran minedrift fysisk at manipulere jorden på en eller anden måde.

Så hvordan sikrer virksomheder og regeringer minedrift praksis ikke negativt påvirke lokale økosystemer og dyreliv? Hvordan deler virksomheder og borgere offentligt land, især hvis det er et naturligt vartegn som Grand Canyon?

Miljøvirkningerne af uranudvindingen forbliver et kontroversielt talerpunkt. Afsugninger, der er rester af malm og biprodukter fra møller, kan indeholde radon, radium, thorium, polonium og undertiden arsen.

Den mest alvorlige bekymring er måske vandkvaliteten. Amerikanske miner, der er forladt før midten af ​​1970'erne, anses for at være de farligste, fordi afskrabninger blev efterladt på stedet og aldrig blev ordentligt bortskaffet [kilde: EPA]. Der er også risiko for, at giftigt og radioaktivt materiale bæres af regn og vind.

Både minedrift og overladte miner har haft negative virkninger for sundhed og landekvalitet af nærliggende samfund, især i hele Navajo-landene i USA [kilder: Frosch; Amundson].

Balancering af menneskelige og miljømæssige interesser ligger i centrum for uranminedebatten. I gennemsnit varer uran-minedrift omkring 30 år, hvilket giver lokalbefolkningen job og økonomisk mulighed. Individuelle miner holder ca. syv år, før de bliver udtømte [kilde: Deery].

De kortsigtede økonomiske fordele ved minedrift til små byer bliver også synlige.

"Det bringer 35 og 40 mennesker til byen med over gennemsnittet lønninger", sagde Rick Deery, en geolog og minedirektør på US Bureau of Land Management. "De skal købe ting... de skal støtte indirekte job."

Andre mennesker tror ikke de langsigtede virkninger på miljøet retfærdiggør uran minedrift, mens tilhængere af øvelsen siger uran repræsenterer en renere form for energi end kul eller olie [kilde: Hunter].

Alligevel har strammere bestemmelser og Superfund-projekter forsøgt at rydde op uranminer. Virksomheder plejer plejer at genvinding obligationer, eller en form for sikkerhedsstillelse, der sikrer tilstrækkelige penge, vil blive sat i vejen for at oprydde indsatsen efter minedriftsprocessen ender [kilde: Kontor for Service Mining Reclamation and Enforcement]. Afhjælpning indebærer typisk at rydde affald fra et sted, mens genvindingen søger at genoprette området tilbage til dets naturlige tilstand.

Overtrædelse af regler for jordforvaltning, der er oprettet af regeringen, kan resultere i en voldsom bøde - opadgående på $ 200.000. "For det meste har minedriftsindustrien for meget investeret i disse operationer til at skrue op," sagde Deery ". Hvis de bliver sat i drift, vil ingen nogensinde ansætte dem igen."

Prospektorer og nybegyndere ligner hinanden: Tjek ressourcerne på næste side for mere om uran minedrift.

Kan du gætte hvor Uran City i Saskatchewan, Canada fik sit navn? Et andet sted med et element-inspireret navn er Uravan, Colo.


Video Supplement: How Uranium is mined | World biggest Uranium mines | How Uranium mining works.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com