Журнал «Юный техник» - Юный техник, 1956 № 02

Редакционный стол выглядит сегодня необычно: он завален камнями — серыми, черными, желтыми, изумрудно-зелеными. Здесь же стоят приборы: одни массивные, тяжелые, другие портативные, легкие.

Мы принимаем гостей.

Вот сидят геологи. Их лица обожжены солнцем пустынь и холодом гор, овеяны степными ветрами. Это они принесли камни. Рядом — инженеры. У них неторопливые, спокойные жесты людей, привыкших иметь дело с ювелирными деталями точнейших механизмов. Это они спроектировали приборы, стоящие на столе. Все они сотрудники Министерства геологии и охраны недр СССР.

Мы просим их рассказать о самом интересном металле сегодняшнего дня, о том, как искать его месторождения. Первым взял слово геолог.

— Самым интересным металлом сегодня бесспорно является уран. Уран — это металл серебристо-белого цвета. Удельный вес его 18,7, он примерно в 2,5 раза тяжелее железа. Температура плавления урана 1850°.

Уран известен давно. Его открыл еще в 1789 году немецкий химик Клапрот. Однако долгое время практического, широкого применения уран не имел. Лишь недавно уран стал самым драгоценным металлом. Это произошло в результате открытия способов промышленного использования энергии, скрытой в ядрах атомов урана.

Юные техники ждут от радиотехнической промышленности легкий, удобный в походе радиометр "РМ-1"

Часто задают вопрос: ну, а много ли урана в природе?

Исследуйте любую породу, воду рек, озер и океанов, окружающие нас предметы — вы везде найдете уран. На тонну породы земной коры приходится в среднем два грамма урана. Это больше, чем среднее содержание в коре Земли таких металлов, как висмут, серебро, золото, платина.

Но это совсем не значит, что уран можно извлекать тоннами из любой породы. Наоборот. Выгодные для эксплуатации месторождения урана встречаются довольно редко. Сейчас на земном шаре заслуживают разработки лишь десятки наиболее крупных и богатых месторождений.

Уран встречается в урановых минералах; в виде примесей он входит во многие другие минералы; ниобиевые, танталовые, титановые, редкоземельные и другие. Часто можно обнаружить уран в органических веществах — в каменном угле, горючих сланцах, глинистых песках и глинах.

Представлять вам все 110 урановых минералов, пожалуй, не стоит.

Познакомимся с самыми распространенными. Вот они.

УРАНИНИТ — представляет собой окись четырехвалентного урана UO2. Он черного цвета, удельный вес его от 6,62 до 11. В рудах уранинит встречается в виде отдельных кристаллов, имеющих форму куба со срезанными ребрами и вершинами углов, либо в виде сростков нескольких кристаллов.

УРАНОВАЯ СМОЛЯНАЯ РУДА, ИЛИ НАСТУРАН, — это смесь окисей четырех- и шестивалентного урана U3O8. Характеризуется аморфным или скрытокристаллическим строением, черным цветом и смолистым блеском. Удельный вес 9. Настуран встречается в рудах в виде плотных натечных и гроздевидных образований.

УРАНОВАЯ ЧЕРНЬ. Так называют природное соединение, образовавшееся в результате изменения настурана и уранинита, а также других урановых минералов. Удельный вес около 4,8. Цвет черни — серый или серозеленый. Блеск — матовый.

ОТЕНИТ — .[1] Слюдоподобный минерал зеленовато-желтого цвета, образует таблитчатые и пластинчатые кристаллы. Удельный вес около 3, блеск — перламутровый. При облучении ультрафиолетовыми лучами отенит светится яркозеленым светом.

УРАНОСПИНИТ —  — слюдоподобный минерал лимонно-желтого цвета, образует таблитчатые кристаллы с перламутровым блеском на гранях. Удельный вес 3,0–3,45. Под действием ультрафиолетовых лучей ярко светится зеленым светом.

ТЮЯМУЮНИТ — . Слюдоподобный минерал, образует мелкие пластинчатые кристаллы соломенно-желтого цвета, с перламутровым блеском. Удельный вес 3,68. Не люминесцирует.

ГУММИТ. Смесь двух минералов: соддинта и кюрита; скрыто-кристаллический или аморфный; образует плотные сплошные скопления. Удельный вес 2,5–3. Характеризуется изменчивым цветом — от оранжево-желтого до желтовато-красного. Не люминесиирует.

После геолога взял слово инженер-геофизик. На его руке лежала небольшая черная коробочка, похожая на портсигар. Он поднес к ней простой серый камешек, и в коробочке что-то затрещало.

Инженер приблизил к коробке другой кусочек породы, — щелчки стали такими частыми, что мы уже не успевали считать их.

— Прибор начинает щелкать, когда к нему подносят кусочки урановой руды. Кажется, все очень просто. А ведь потребовались годы упорных поисков, раздумий, прежде чем был создан этот прибор — карманный радиометр «РМ-1».

В результате радиоактивного распада уран выделяет различного рода лучи, часть которых обладает большой проникающей способностью. Свойство урановых руд выдавать себя потоками лучей, проходящих через все преграды, и легло в основу создания многих физических приборов для их обнаружения.

Самыми удобными для поисковых работ являются поисковый радиометр «РП-1» и карманный «РМ-1». Устроены они очень просто: несколько сухих батареек, счетчик типа Гейгера-Мюллера и приемник, усиливающий электрические импульсы. К сожалению, купить такой прибор почти невозможно.

А вот другой постоянный спутник геолога — электрометр.

Если внести в металлическую камеру (А) кусочек породы, в котором присутствуют минералы урана, то выделяемые им альфа-частицы ионизируют воздух. Ионы, несущие заряд, противоположный по знаку заряду электрода, устремятся к электроду (В) с изолятором (Г) и разрядят его, листочек из фольги (Д) опадет. А ионы, заряженные одноименно с электродом, побегут к стенке с заземлением (Ж). Скорость спада листочка показывает степень радиоактивности породы.

Если ионизационную камеру электоометра наполнить радиоактивным газом, выделяющим альфа-частицы, то его действие будет аналогично действию образца радиоактивной породы. На этом принципе устроен прибор — эманометр, применяемый для обнаружения урановых руд, скрытых на глубине 5 — 10 метров.

Все мы часто вспоминаем школьные годы, школу и, конечно, физический кабинет. Сколько «чудес» ожидало нас там на каждом уроке! Таким чудом были и пробирки с различными веществами, которые в темноте вдруг начинали светиться. Учитель говорил: это люминесценция.

Оказывается, некоторые минералы урана тоже способны светиться в темноте под действием ультрафиолетовых лучей. Почему бы не воспользоваться и этим свойством уране? Так появились люминоскопы.

Наиболее простым из них является солнечный люминоскоп. Он настолько прост, что сделать его под силу каждому школьнику. Это рукав, сшитый из плотной материи, открытый с обоих концов для продевания рук. В средней части делается отверстие, в него вставляется светофильтр марки «УФС-3» и прорезается смотровое окно для наблюдений.

Проверить «подозрительный» камень теперь очень легко. Поместите его в камеру люминоскопа так. Чтобы на него падали солнечные лучи, проходящие через светофильтр. Если камень содержит люминесцирующие урановые минералы, они под действием солнечных лучей начнут светиться желтозеленым и голубовато-зеленым светом. Свечение образца обнаруживаем, глядя через смотровое окно. Встречаются, хотя и редко, урановые минералы, люминесцирующие грязнозеленым и буровато-желтым светом.

С помощью люминоскопа можно обнаружить уран и в тех рудах, которые сами по себе не люминесцируют. Для этого в ушке проволочки из тугоплавкого металла (платины или молибдена) сплавьте шарик из фтористого натрия. В него добавьте немного испытываемой руды и снова тщательно прокалите.

Хорошо прокаленный шарик с вплавленной пробой надо охладить, а затем поместить его в камеру люминоскопа. Если в пробе содержится хотя бы 0,001 % урана, шарик будет светиться желтым или желтозеленым светом.

Таковы простейшие приборы для поисков урана.

И вот мы задаем последний вопрос: как организовать поиски урана?

Вот что нужно поисковому отряду из 10 юных геологов: 10 компасов, 10 геологических молотков, радиометр, 2 солнечных люминоскопа, электрометр и паяльную трубку с принадлежностями для прокаливания проб.

Очень полезно проконсультироваться в геологических организациях, которые имеются во многих городах и населенных пунктах страны. Желательно с помощью радиометра промерить все образцы школьной геологической коллекции, а также геологических коллекций краеведческого музея. Данные промера подскажут, где, в каком районе целесообразнее искать уран.