Почему домашние животные не болеют простудой?
С другого угла
ОРВИ - явление, которое не знакомо домашним питомцам. Возбудители простуды не поражают организмы собак, кошек и грызунов. Пытливые умы наверняка задавались вопросом, почему так происходит? Какие вирусы способны передаваться от человека к животному, и чем чаще всего питомцы заражают своих хозяев?
Привередливые вирусы
На сегодняшний день науке известны более 200 вирусов, вызывающих простудные заболевания. Однако, ни один из них, действительно, не способен передаваться животному.
Всё дело в том, что подобные паразитарные агенты видоспецифичны. Они подобны ключам, заточенным на взлом строго определенных типов замков.
В данном случае под замками подразумеваются клеточные рецепторы — молекулы, расположенные на поверхности клетки. Связываясь с рецептором вирус проникает внутрь клетки, размножается там и, распространяясь по организму, провоцирует болезнь.
Эволюционно так сложилось, что клеточные рецепторы у разных видов существ, включая у организмов внутри вида, не одинаковые. Биологи выделяют несколько типов паразитарных инфекций.
Инфекции, передающие только от человека к человеку именуют антропонозами. Кроме ОРВИ к ним относятся корь, ветряная оспа, брюшной тиф, дифтерия, дизентерия, скарлатина, холера, малярия и множество других инфекций. Все они абсолютно безвредны для животных, поскольку эволюционно передавались только внутри человеческой популяции.
Какие вирусы способны передаваться от человека к животному?
Вирусы и паразиты, которые передаются от животного к человеку, именуются зоонозы. Вирусы и паразиты, передающиеся в обратную сторону — зооантропонозы.
Как правило, грань здесь тонкая и, чаще всего, заражают нас именно животные, а не наоборот.
Оба типа вирусов включают различные гельминтозные заболевания (глисты), грибки, грипп, туберкулез, свинку, токсоплазмоз, лептоспироз, туляремию, бруцеллез, сибирскую язву, чуму, жёлтую лихорадку и т.д.
Простудиться домашний питомец тоже может. При переохлаждении иммунитет одинаково снижается у всех теплокровных организмов. Например, у собак аналогом ОРВИ является собачий грипп и питомниковый кашель. Симптомы, как у людей: лихорадка, кашель, чихание, насморк.
Привередливые вирусы
На сегодняшний день науке известны более 200 вирусов, вызывающих простудные заболевания. Однако, ни один из них, действительно, не способен передаваться животному.
Всё дело в том, что подобные паразитарные агенты видоспецифичны. Они подобны ключам, заточенным на взлом строго определенных типов замков.
В данном случае под замками подразумеваются клеточные рецепторы — молекулы, расположенные на поверхности клетки. Связываясь с рецептором вирус проникает внутрь клетки, размножается там и, распространяясь по организму, провоцирует болезнь.
Клеточные рецепторы
Эволюционно так сложилось, что клеточные рецепторы у разных видов существ, включая у организмов внутри вида, не одинаковые. Биологи выделяют несколько типов паразитарных инфекций.
Инфекции, передающие только от человека к человеку именуют антропонозами. Кроме ОРВИ к ним относятся корь, ветряная оспа, брюшной тиф, дифтерия, дизентерия, скарлатина, холера, малярия и множество других инфекций. Все они абсолютно безвредны для животных, поскольку эволюционно передавались только внутри человеческой популяции.
Какие вирусы способны передаваться от человека к животному?
Вирусы и паразиты, которые передаются от животного к человеку, именуются зоонозы. Вирусы и паразиты, передающиеся в обратную сторону — зооантропонозы.
Как правило, грань здесь тонкая и, чаще всего, заражают нас именно животные, а не наоборот.
Собака болеет
Оба типа вирусов включают различные гельминтозные заболевания (глисты), грибки, грипп, туберкулез, свинку, токсоплазмоз, лептоспироз, туляремию, бруцеллез, сибирскую язву, чуму, жёлтую лихорадку и т.д.
Простудиться домашний питомец тоже может. При переохлаждении иммунитет одинаково снижается у всех теплокровных организмов. Например, у собак аналогом ОРВИ является собачий грипп и питомниковый кашель. Симптомы, как у людей: лихорадка, кашель, чихание, насморк.
-
Ученые предполагают, что доказательства существования такой транспортной сети могут крыться в уже собранных данных. В научной фантастике давно бытует идея о том, что чрезвычайно развитые инопланетные цивилизации могли создать транспортную сеть из червоточин по всей Вселенной. И возможно, человечество уже нашло эту сеть, пишет Futurism.
Такие предположения все еще остаются всего лишь теориями, но они интригуют некоторых ученых. Астрофизик из Нагойского университета (Япония) Фумио Абэ говорит, что возможно, человечество уже зафиксировало подобную сеть во Вселенной, но потеряло свидетельства в море других данных. Эксперт считает, что подобные свидетельства можно отыскать, если провести повторный анализ данных.
"Если червоточины с радиусом горловины от 100 до 10 млн км, связаны с нашим Млечным Путем и так же распространены, как обычные звезды, то мы можем их обнаружить путем повторного анализа данных прошлых лет", – говорит Абэ.
Иными словами, новая заманчивая теория предлагает еще один способ ответа на вопрос, одиноки ли люди во Вселенной?
Согласно теории, червоточины – это теоретические туннели с двумя концами в разных точках времени и пространства. Червоточины не нарушают общую теорию относительности Эйнштейна, но наука до сих пор понятия не имеет, существуют ли "кротовые норы".
Ученые предполагают, что для поддержания червоточины в "рабочем состоянии" потребовалось астрономическое количество энергии.
"Червоточина, которая по своей природе нестабильна, нуждается в "веществе" с отталкивающей гравитацией, чтобы удержать открытым проход. Такая энергия будет эквивалентна той, что излучает значительная доля звезд в галактике", – отмечает эксперт.
Также ученый подчеркивается, что если бы инопланетяне создали сеть таких червоточин, то их можно было бы обнаружить с помощью гравитационного микролинзирования. Такой метод уже использовался для обнаружения тысяч далеких экзопланет и звезд.
Кроме этого, существует и другой способ обнаружения продвинутых инопланетных цивилизаций. Например, поиски теоретических мегаструктур, которые расположены вокруг звезд и используют их энергию. Также ученые могут искать обитаемые планеты по загрязнениями в их атмосферах.
Но концепция червоточин остается крайне заманчивой, особенно если учесть те возможности, что они могут предоставить цивилизации – межгалактические путешествия в мгновение ока.
Такие предположения все еще остаются всего лишь теориями, но они интригуют некоторых ученых. Астрофизик из Нагойского университета (Япония) Фумио Абэ говорит, что возможно, человечество уже зафиксировало подобную сеть во Вселенной, но потеряло свидетельства в море других данных. Эксперт считает, что подобные свидетельства можно отыскать, если провести повторный анализ данных.
"Если червоточины с радиусом горловины от 100 до 10 млн км, связаны с нашим Млечным Путем и так же распространены, как обычные звезды, то мы можем их обнаружить путем повторного анализа данных прошлых лет", – говорит Абэ.
Иными словами, новая заманчивая теория предлагает еще один способ ответа на вопрос, одиноки ли люди во Вселенной?
Согласно теории, червоточины – это теоретические туннели с двумя концами в разных точках времени и пространства. Червоточины не нарушают общую теорию относительности Эйнштейна, но наука до сих пор понятия не имеет, существуют ли "кротовые норы".
Ученые предполагают, что для поддержания червоточины в "рабочем состоянии" потребовалось астрономическое количество энергии.
"Червоточина, которая по своей природе нестабильна, нуждается в "веществе" с отталкивающей гравитацией, чтобы удержать открытым проход. Такая энергия будет эквивалентна той, что излучает значительная доля звезд в галактике", – отмечает эксперт.
Также ученый подчеркивается, что если бы инопланетяне создали сеть таких червоточин, то их можно было бы обнаружить с помощью гравитационного микролинзирования. Такой метод уже использовался для обнаружения тысяч далеких экзопланет и звезд.
Кроме этого, существует и другой способ обнаружения продвинутых инопланетных цивилизаций. Например, поиски теоретических мегаструктур, которые расположены вокруг звезд и используют их энергию. Также ученые могут искать обитаемые планеты по загрязнениями в их атмосферах.
Но концепция червоточин остается крайне заманчивой, особенно если учесть те возможности, что они могут предоставить цивилизации – межгалактические путешествия в мгновение ока.
-
Ни для кого не секрет, что наша Вселенная имеет определенный возраст. Он оценивается примерно в 13,8 миллиарда лет. А нашей Солнечной системе около 4,6 миллиарда лет. Следы самых первых живых организмов ученые обнаружили в породах, которые датируются 4,1 миллиарда лет назад. Что же это означает? Это означает, что в этом пространственно-временном континууме первых 9,7 миллиарда лет жизни не было. По крайней мере нам об этом ничего не известно. Да, вполне возможно, что природе понадобилось именно такое количество времени, чтобы перепробовав все варианты, и случайным образом воспроизвести первую самовоспроизводящуюся молекулу. Но если это на самом деле произошло несколько раньше? Где-то в другом, пускай и очень удаленном от нас месте космоса? Хотя бы за один миллион лет до появления жизни на Земле, что по меркам Вселенной не так уж и много? Тогда есть вероятность того, что где-то в космосе есть цивилизации, которые старше нашей на миллион лет. Ну а если есть те, которые старше на 10 миллионов? А если на 100? Трудно представить, о какой степени развития может идти речь. Если вспомнить, что от изобретения колеса от высадки человека на Луну прошло примерно 4 500 лет...
Следуй за энергией
Очевидно, что некоторые инопланетные цивилизации могут иметь такой уровень развития, который трудно представить современному человеку. И все же. Можно ли каки-то образом хотя бы примерно его оценить?
Именно этот вопрос задал себе однажды советский и российский астрофизик Николай Семенович Кардашев. Для оценки уровня развития космической цивилизации он решил использовать такой параметр, как потребление энергии. То есть то количество энергии, которое цивилизация может контролировать и использовать.
В 1960-х годах Кардашев активно занимался поиском внеземной жизни. Он думал о таких типах цивилизаций, которые обладают могучим интеллектом. И могут совершать великие технологические чудеса...
Если внимательно посмотреть на историю человечества, то можно увидеть явную корреляцию между энергетическими инновациями и технологическим прогрессом.
Наши предки начинали как собиратели. Но открытие огня позволило им научиться готовить пищу, согреваться и переживать суровые условия. Это был первый крупный поворотный момент в технологической эволюции человечества. Прошло время. Наши предки в конце концов поняли, что использование энергии воды и ветра может ускорить многие процессы. Например, помол зерна. И что еще очень полезно строительство ирригационных систем. Позже произошла промышленная революция. Это случилось тогда, когда уголь стал основным источником энергии. Это было относительно дешевое топливо для паровых двигателей и металлоплавильных печей.
Эти сдвиги сопровождались не только технологическими, но и культурными прорывами. И каждый из них привел к появлению нового образа жизни. А также развитию инноваций, которые привели нас к тому состоянию которое мы имеем сегодня.
Изучая прошлое Кардашев понимал, что любой технологический прогресс будет вести к соответствующему потреблению энергии. И это будет верно как для нас, так и для гипотетических инопланетян, с которыми, возможно, мы делим эту Вселенную. Ученый разумно рассудил, что чем больше какая-либо цивилизация может использовать и контролировать энергии, тем более развитой она будет.
Шкала Кардашева
Опираясь на эту идею он разработал специальную шкалу, которая классифицирует цивилизации на основе их способности использовать энергию на космическом уровне.
Шкала Кардашева выделяет три категории цивилизаций:
Да, это трудно представить. Но давайте попробуем. Так вот. Наша земная цивилизация еще даже не достигла даже уровня цивилизации Типа I. По различным оценкам, мы сейчас находимся на уровне 0,73 по шкале от 0 до 1. Ученые предсказывают, что в течение следующих нескольких столетий мы научимся использовать и контролировать всю энергию Земли. Но чтобы достичь такого уровня, нам нужно научиться использовать все возможные варианты получения энергии. В том числе и возобновляемые: биотопливо, ветер, гидроэнергетику, термоядерную энергию и даже энергию антиматерии.
Достижение цивилизации Типа II в настоящее время для нас далеко за пределами досягаемости. Основная идея, связанная с этим уровнем развития заключается в том, что если какая-то внеземная цивилизация достигнет уровня Типа I, она, вероятно, продолжит искать источники энергии за пределами своей планеты.
Сферы и муравейники
Хотя Тип II — это далекое будущее, есть несколько предположений, как можно было бы достичь такого уровня. Например - Сфера Дайсона. Эта одна из самых популярных гипотез. Сфера Дайсона - это такая гипотетическая мегаструктура, которая охватывает звезду и позволяет напрямую использовать всю ее энергию. Высказывалось множество идей по созданию функциональной Сферы Дайсона. Они включали, в том числе, и предположения о развертывании целой группировки спутников, способной окружить звезду. Однако на нашем уровне развития все эти идеи пока остаются абсолютно неосуществимыми.
Шкала Кардашева предоставляет собой, конечно, весьма грубый способ оценки уровня развития гипотетической внеземной цивилизации. Однако ее польза на самом деле состоит не в этом. Самое главная ее ценность в том, что она помогла нам задуматься о нашем уровне развития как космической цивилизации. Совершенной очевидно, что в этом смысле наше нынешнее положение может быть аналогично уровню муравейника в лесу по сравнению с цивилизациями типа II и выше. Опять же, шкала Кардашева основана на предположении, что чем больше цивилизация тратит энергии, тем она лучше развита. Но это далеко не факт. Возможно, мы ошибаемся. И прогресс абсолютно не означает расширение вовне.
Но каким бы ни было будущее, интересно порассуждать на такие темы. Которые раскроются только в очень далекой в перспективе. Нас крайне интригует возможность пофантазировать о том, как может измениться наша цивилизация по мере того, как она будет прогрессировать.
Следуй за энергией
Очевидно, что некоторые инопланетные цивилизации могут иметь такой уровень развития, который трудно представить современному человеку. И все же. Можно ли каки-то образом хотя бы примерно его оценить?
Именно этот вопрос задал себе однажды советский и российский астрофизик Николай Семенович Кардашев. Для оценки уровня развития космической цивилизации он решил использовать такой параметр, как потребление энергии. То есть то количество энергии, которое цивилизация может контролировать и использовать.
В 1960-х годах Кардашев активно занимался поиском внеземной жизни. Он думал о таких типах цивилизаций, которые обладают могучим интеллектом. И могут совершать великие технологические чудеса...
Если внимательно посмотреть на историю человечества, то можно увидеть явную корреляцию между энергетическими инновациями и технологическим прогрессом.
Наши предки начинали как собиратели. Но открытие огня позволило им научиться готовить пищу, согреваться и переживать суровые условия. Это был первый крупный поворотный момент в технологической эволюции человечества. Прошло время. Наши предки в конце концов поняли, что использование энергии воды и ветра может ускорить многие процессы. Например, помол зерна. И что еще очень полезно строительство ирригационных систем. Позже произошла промышленная революция. Это случилось тогда, когда уголь стал основным источником энергии. Это было относительно дешевое топливо для паровых двигателей и металлоплавильных печей.
Эти сдвиги сопровождались не только технологическими, но и культурными прорывами. И каждый из них привел к появлению нового образа жизни. А также развитию инноваций, которые привели нас к тому состоянию которое мы имеем сегодня.
Изучая прошлое Кардашев понимал, что любой технологический прогресс будет вести к соответствующему потреблению энергии. И это будет верно как для нас, так и для гипотетических инопланетян, с которыми, возможно, мы делим эту Вселенную. Ученый разумно рассудил, что чем больше какая-либо цивилизация может использовать и контролировать энергии, тем более развитой она будет.
Шкала Кардашева
Опираясь на эту идею он разработал специальную шкалу, которая классифицирует цивилизации на основе их способности использовать энергию на космическом уровне.
Шкала Кардашева выделяет три категории цивилизаций:
Тип I (планетарная цивилизация) - цивилизация, которая может использовать всю энергию своей планеты.Тип II (звездная цивилизация) - цивилизация, способная применять для своих нужд всю энергию своей звезды. И Тип III (галактическая цивилизация) - цивилизация, которая в состоянии контролировать энергию всей своей галактики
Да, это трудно представить. Но давайте попробуем. Так вот. Наша земная цивилизация еще даже не достигла даже уровня цивилизации Типа I. По различным оценкам, мы сейчас находимся на уровне 0,73 по шкале от 0 до 1. Ученые предсказывают, что в течение следующих нескольких столетий мы научимся использовать и контролировать всю энергию Земли. Но чтобы достичь такого уровня, нам нужно научиться использовать все возможные варианты получения энергии. В том числе и возобновляемые: биотопливо, ветер, гидроэнергетику, термоядерную энергию и даже энергию антиматерии.
Достижение цивилизации Типа II в настоящее время для нас далеко за пределами досягаемости. Основная идея, связанная с этим уровнем развития заключается в том, что если какая-то внеземная цивилизация достигнет уровня Типа I, она, вероятно, продолжит искать источники энергии за пределами своей планеты.
Сферы и муравейники
Хотя Тип II — это далекое будущее, есть несколько предположений, как можно было бы достичь такого уровня. Например - Сфера Дайсона. Эта одна из самых популярных гипотез. Сфера Дайсона - это такая гипотетическая мегаструктура, которая охватывает звезду и позволяет напрямую использовать всю ее энергию. Высказывалось множество идей по созданию функциональной Сферы Дайсона. Они включали, в том числе, и предположения о развертывании целой группировки спутников, способной окружить звезду. Однако на нашем уровне развития все эти идеи пока остаются абсолютно неосуществимыми.
Шкала Кардашева предоставляет собой, конечно, весьма грубый способ оценки уровня развития гипотетической внеземной цивилизации. Однако ее польза на самом деле состоит не в этом. Самое главная ее ценность в том, что она помогла нам задуматься о нашем уровне развития как космической цивилизации. Совершенной очевидно, что в этом смысле наше нынешнее положение может быть аналогично уровню муравейника в лесу по сравнению с цивилизациями типа II и выше. Опять же, шкала Кардашева основана на предположении, что чем больше цивилизация тратит энергии, тем она лучше развита. Но это далеко не факт. Возможно, мы ошибаемся. И прогресс абсолютно не означает расширение вовне.
Но каким бы ни было будущее, интересно порассуждать на такие темы. Которые раскроются только в очень далекой в перспективе. Нас крайне интригует возможность пофантазировать о том, как может измениться наша цивилизация по мере того, как она будет прогрессировать.
-
Уран является редким и дорогим радиоактивным металлом, который окрашен в серебристый цвет. Раньше он использовался в качестве красящего вещества для изготовления керамики и цветного стекла. Однако, сегодня уран высоко ценится за способность его ядер к делению и выделению тепла - этот материал является основой атомной энергетики и атомного оружия. Существует мнение, что в будущем уран можно будет использовать для создания ракетных двигателей. Получается, что этот радиоактивный химический элемент играет в науке и даже в жизни обычных людей очень большую роль - от него зависит не только добыча электроэнергии и уровень вооружения, но и способность людей в будущем посещать далекие планеты вроде Марса и так далее. Поэтому, давайте выясним, как добывается уран, сколько он стоит и другую интересную информацию...
Как добывается уран?
Уран является редким радиоактивным металлом, по распространенности он находится на 38 месте. Его довольно много в земной коре, однако он очень рассеян и не образует мощных месторождений. В чистом виде он практически не встречается, поэтому его выделяют из минералов. Наиболее распространенным минералом урана считается урановая смолка, которая также известна как настуран. Помимо самого урана, в состав этого минерала входят радий, актиний, полоний и другие элементы — продукты радиоактивного распада его изотопов. Примерно 99,4% земного урана представляет собой уран-238, оставшиеся 0,6% приходятся на уран-235.
Так как уран является радиоактивным металлом, его месторождения можно найти при помощи оборудования для измерения уровня радиации. Но добыча этого металла — очень опасная затея, потому что радиация вредит человеческому здоровью. Так как уран играет очень большую роль в современной промышленности, без его добычи никуда.
Существует три основных вида добычи урана:
- открытый, применяемый в случаях, когда урановая руда находится на поверхностных слоях земной коры. Рабочие копают бульдозерами большую яму, загружают руду в грузовики и отправляют в перерабатывающий комплекс;
- подземный, применяемый при глубоком расположении радиоактивного материала. Рабочие бурят вертикальную шахту глубиной до двух километров и поднимают руду при помощи специальных грузовых лифтов. Порода измельчается и очищается от примесей, в результате чего остается только осадок солей урана - он называется желтый кек (yellow cake) и после процесса прокаливания превращается в закись-окись урана, которым торгуют на бирже;
- скважинное подземное выщелачивание, которое в корне отличается от первых двух способов. В этом случае рабочие бурят 6 скважин по углам шестиугольника, через которые в руду закачивают серную кислоту. После этого, в центре фигуры бурят еще одну дыру, которая используется для извлечения насыщенного солями урана раствора. Он пропускается через специальные колонны, чтобы соли урана остались только на специальной смоле. Далее из смолы изготавливается желтый кек, а из него — закись-окись урана.
Опасность урана для здоровья человека
Уран опасен не только потому, что обладает ионизирующим излучением — он является тяжелым металлом, имеющим свойство накапливаться в организме. Ионизирующее излучение провоцирует развитие раковых заболеваний, что многим из нас уже хорошо известно. А накапливание в организме тяжелых металлов ведет к их разрушению: в опасности находятся головной мозг, сердце, легкие, почки и другие важные органы человеческого организма. А если уран попадает в организм беременной женщины или ребенка, могут возникнуть серьезные проблемы в развитии. Опасные частицы урана могут проникнуть в тело самыми разными способами: при заглатывании, вдыхании и даже через трещины на коже.
Что такое обогащение урана?
В природном уране содержится три изотопа: уран-238, уран-235 и уран-234. Выше я уже отметил, что большая часть земного урана представляет собой изотоп 238, который достаточно стабилен и не способен к самостоятельному поддержанию цепной ядерной реакции. Чтобы создать ядерное топливо, среди всех изотопов нужно выделить именно изотоп уран-235 — этот процесс и называется обогащением урана.
Разделить изотопы очень сложно. Так как изотопы урана 238, 235 и 243 это одни и те же химические элементы, их свойства одинаковы и даже разница в атомной массе составляет всего лишь около 1%. Несмотря на это, именно на разнице в массе атомов изотопов и заключается суть большинства методов обогащения. Самый простой и распространенный способ разделения изотопов — это газовая диффузия. Технология подразумевает помещение газообразного соединения урана в центрифугу, где инерция заставляет тяжелые молекулы концентрироваться у стенки центрифуги. Известно, что 235-й изотоп немного легче 238-го из-за разницы в количестве нейтронов в ядре, поэтому во время работы центрифуги он остается в середине, а более тяжелые липнут к стенкам.
Где добывается больше всего урана?
Уран можно найти практически в любой точке земного шара, но лидерами по его добыче являются Австралия, Канада и Казахстан. В некоторые годы в список самых крупных производителей урана попадают Китай и некоторые африканские страны. Безусловным лидером по запасам урана в мире уже много лет является Австралия. Если верить данным Всемирной ядерной ассоциации, в этой стране хранится около 31% всех мировых запасов урана. В этом нет ничего удивительного, потому что на территории Австралии имеется целых 19 месторождений урана. Среди них есть шахта Олимпик Дам, где ежегодно добывается до 3 000 тонн сырья для ядерного топлива.
Как можно понять, Россия редко оказывается лидером в добыче урана. Но не все так плохо — страна занимает первое место по производству обогащенного урана, что является еще более сложной задачей, чем добыча. В большом успехе России в обогащении урана тоже нет ничего удивительного, потому что страна сама производит газовые центрифуги и владеет 40% мировых мощностей для обогащения химического элемента.
Сколько стоит уран?
Сырьем для изготовления ядерного топлива является закись-окись урана. Урановый рынок находился в не лучшем состоянии после ужасной аварии на японской атомной электростанции «Фукусима-1» в 2011 году. Но в 2020 году ситуация стала улучшаться и стоимость урана значительно возросла. По данным за начало марта 2022 года, цена за фунт (0,4 килограмма) закиси-окиси урана составляет около 48 долларов.
Сообщается, что в основном уран необходим для питания 437 атомных энергоблоков, находящихся в разных уголках нашей планеты. Если верить открытым источникам, каждый год они потребляют до 62,5 тысяч тонн урана.
Образец урана - нужного в промышленности, но опасного для здоровья химического элемента
Как добывается уран?
Уран является редким радиоактивным металлом, по распространенности он находится на 38 месте. Его довольно много в земной коре, однако он очень рассеян и не образует мощных месторождений. В чистом виде он практически не встречается, поэтому его выделяют из минералов. Наиболее распространенным минералом урана считается урановая смолка, которая также известна как настуран. Помимо самого урана, в состав этого минерала входят радий, актиний, полоний и другие элементы — продукты радиоактивного распада его изотопов. Примерно 99,4% земного урана представляет собой уран-238, оставшиеся 0,6% приходятся на уран-235.
Настуран - минерал, содержащий в себе уран
Так как уран является радиоактивным металлом, его месторождения можно найти при помощи оборудования для измерения уровня радиации. Но добыча этого металла — очень опасная затея, потому что радиация вредит человеческому здоровью. Так как уран играет очень большую роль в современной промышленности, без его добычи никуда.
Существует три основных вида добычи урана:
- открытый, применяемый в случаях, когда урановая руда находится на поверхностных слоях земной коры. Рабочие копают бульдозерами большую яму, загружают руду в грузовики и отправляют в перерабатывающий комплекс;
- подземный, применяемый при глубоком расположении радиоактивного материала. Рабочие бурят вертикальную шахту глубиной до двух километров и поднимают руду при помощи специальных грузовых лифтов. Порода измельчается и очищается от примесей, в результате чего остается только осадок солей урана - он называется желтый кек (yellow cake) и после процесса прокаливания превращается в закись-окись урана, которым торгуют на бирже;
- скважинное подземное выщелачивание, которое в корне отличается от первых двух способов. В этом случае рабочие бурят 6 скважин по углам шестиугольника, через которые в руду закачивают серную кислоту. После этого, в центре фигуры бурят еще одну дыру, которая используется для извлечения насыщенного солями урана раствора. Он пропускается через специальные колонны, чтобы соли урана остались только на специальной смоле. Далее из смолы изготавливается желтый кек, а из него — закись-окись урана.
Процесс добычи урана из карьера
Опасность урана для здоровья человека
Уран опасен не только потому, что обладает ионизирующим излучением — он является тяжелым металлом, имеющим свойство накапливаться в организме. Ионизирующее излучение провоцирует развитие раковых заболеваний, что многим из нас уже хорошо известно. А накапливание в организме тяжелых металлов ведет к их разрушению: в опасности находятся головной мозг, сердце, легкие, почки и другие важные органы человеческого организма. А если уран попадает в организм беременной женщины или ребенка, могут возникнуть серьезные проблемы в развитии. Опасные частицы урана могут проникнуть в тело самыми разными способами: при заглатывании, вдыхании и даже через трещины на коже.
Уран может нанести серьезный вред здоровью
Что такое обогащение урана?
В природном уране содержится три изотопа: уран-238, уран-235 и уран-234. Выше я уже отметил, что большая часть земного урана представляет собой изотоп 238, который достаточно стабилен и не способен к самостоятельному поддержанию цепной ядерной реакции. Чтобы создать ядерное топливо, среди всех изотопов нужно выделить именно изотоп уран-235 — этот процесс и называется обогащением урана.
Уран-235 является самым ценным изотопом
Разделить изотопы очень сложно. Так как изотопы урана 238, 235 и 243 это одни и те же химические элементы, их свойства одинаковы и даже разница в атомной массе составляет всего лишь около 1%. Несмотря на это, именно на разнице в массе атомов изотопов и заключается суть большинства методов обогащения. Самый простой и распространенный способ разделения изотопов — это газовая диффузия. Технология подразумевает помещение газообразного соединения урана в центрифугу, где инерция заставляет тяжелые молекулы концентрироваться у стенки центрифуги. Известно, что 235-й изотоп немного легче 238-го из-за разницы в количестве нейтронов в ядре, поэтому во время работы центрифуги он остается в середине, а более тяжелые липнут к стенкам.
Газовые центрифуги для обогащения урана
Где добывается больше всего урана?
Уран можно найти практически в любой точке земного шара, но лидерами по его добыче являются Австралия, Канада и Казахстан. В некоторые годы в список самых крупных производителей урана попадают Китай и некоторые африканские страны. Безусловным лидером по запасам урана в мире уже много лет является Австралия. Если верить данным Всемирной ядерной ассоциации, в этой стране хранится около 31% всех мировых запасов урана. В этом нет ничего удивительного, потому что на территории Австралии имеется целых 19 месторождений урана. Среди них есть шахта Олимпик Дам, где ежегодно добывается до 3 000 тонн сырья для ядерного топлива.
Австралийская шахта Олимпик Дам
Как можно понять, Россия редко оказывается лидером в добыче урана. Но не все так плохо — страна занимает первое место по производству обогащенного урана, что является еще более сложной задачей, чем добыча. В большом успехе России в обогащении урана тоже нет ничего удивительного, потому что страна сама производит газовые центрифуги и владеет 40% мировых мощностей для обогащения химического элемента.
В России больше всего урана добывается в Краснокаменске
Сколько стоит уран?
Сырьем для изготовления ядерного топлива является закись-окись урана. Урановый рынок находился в не лучшем состоянии после ужасной аварии на японской атомной электростанции «Фукусима-1» в 2011 году. Но в 2020 году ситуация стала улучшаться и стоимость урана значительно возросла. По данным за начало марта 2022 года, цена за фунт (0,4 килограмма) закиси-окиси урана составляет около 48 долларов.
В продажу уран поступает в виде «таблеток»
Сообщается, что в основном уран необходим для питания 437 атомных энергоблоков, находящихся в разных уголках нашей планеты. Если верить открытым источникам, каждый год они потребляют до 62,5 тысяч тонн урана.