Уральский экономический район
Ура'льский экономи'ческий райо'н, один из крупных экономических районов СССР. Включает Свердловскую, Челябинскую, Пермскую, Оренбургскую, Курганскую обл. и Удмуртскую АССР. Крупнейшие города: Свердловск, Челябинск, Пермь, Ижевск, Оренбург, Нижний Тагил, Магнитогорск, Курган.
У. э. р. расположен на Среднем, частично на Северном и Южном Урале, а также на прилегающих частях Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнин. Территорию района пересекают реки, принадлежащие бассейну Волги (Кама, Вишера, Чусовая, Самара), Оби (Тобол, Исеть, Тура, Тавда) и Урала. Потенциальные гидроэнергоресурсы крупных и средних рек У. э. р. исчисляются в 3,3 млн. квт, сооружены водохранилища на р. Каме – Боткинское и Камское. В зап. части района климат умеренно континентальный, на Урале и к востоку от него – континентальный. 43% площади района покрыто преимущественно таёжными лесами; запасы древесины 3,5 млрд. м 3 . В юж. части преобладают степи, значительно распаханные.
У. э. р. исключительно богат разнообразными полезными ископаемыми (см. Урал , раздел Геологическое строение и полезные ископаемые).
У. э. р. – высокоразвитый разнообразный и сложный по структуре производственный комплекс тяжёлой индустрии. Общесоюзное значение имеют чёрная и цветная металлургия, тяжёлое машиностроение, химия, добыча минерального сырья и газа, заготовка и переработка древесины. Для промышленности У. э. р. особенно характерны высокий уровень концентрации производства, внутри- и межотраслевого кооперирования и комбинирования, широкое использование многих промышленных отходов, развитая инфраструктура, преимущественно приуроченность к вост. склонам Урала (наиболее богатым полезными ископаемыми), главным транспортным узлам, судоходной Каме.
Металлургическая промышленность – одна из старейших отраслей У. э. р., сформировавшаяся на богатой местной сырьевой базе. Главные предприятия: Магнитогорский металлургический комбинат . Нижнетагильский, Орско-Халиловский комбинаты, Челябинский завод с коксовыми установками, использующими угли Кузбасса и Карагандинского бассейна. Среди старых реконструированных предприятий выделяются завод им. Серова, Златоустовский, Чусовской, Лысьвенский, Верх-Исетский заводы. Создано производство труб (заводы: Первоуральский, Новотрубный, Синарский, Челябинский). Имеется крупное производство ферросплавов. Больше половины железных руд для металлургичексих предприятий поступает из месторождений Магнитогорского, Высокогорского, Гороблагодатского, Первоуральского, Бакальской группы и др. В 1963 вступил в строй горнообогатительный комбинат на крупнейшем Качканарском месторождении титаномагнетитов. Орско-Халиловский, Магнитогорский, Челябинский и др. металлургические комбинаты получают, кроме руды месторождений Урала, железорудные концентраты из Казахстана и Курской магнитной аномалии.
В У. э. р. представлены почти все главные отрасли цветной металлургии.
По выпуску продукции машиностроения и металлообработки У. э. р. – один из ведущих районов страны. Выделяются заводы тяжёлого машиностроения (Уралмаш, Южуралмаш, Бузулукский), химического машиностроения (Уралхиммаш, Глазовский завод и др.), по производству энергооборудования и электротехнической промышленности (заводы: турбомоторный, Уралэлектротяжмаш). Широко представлено транспортное машиностроение (производство грузовых вагонов в Нижнем Тагиле, автомобилей в Миассе и Ижевске, мотоциклов в Ижевске и Ирбите, тяжёлых тракторов в Челябинске, тракторных прицепов в Орске). Развита станкоинструментальная промышленность (в Челябинске, Оренбурге, Алапаевске и др.). Выпускаются разнообразные с.-х. машины (Курган и др.), электроприборы, радиоприёмники и радиолы, холодильники (16% общесоюзного производства) и другие машины культурно-бытового назначения. Предприятия У. э. р. используют значительную долю производимого на месте металла.
Важная отрасль химической промышленности – основная химия: производство соды (Березники, Соликамск), минеральных удобрений – калийных в Березниках и Соликамске, азотных и фосфорных в Березниках, Перми, Красноуральске, Ревде и др., серной кислоты и серы (главным образом в центрах цветной металлургии и нефтегазохимии), хлора и хлоропроизводных, разных солей и др. Развита коксохимическая и лесохимическая промышленность, имеется лакокрасочное производство. Создано значительное производство пластмасс и смол (Свердловск, Нижний Тагил, Губаха и др.), спиртов (Орск, Губаха), создаётся (1976) производство синтетического каучука (Чайковский) и др. Развивается нефтехимическая промышленность (Пермь, Свердловск, Оренбург), производство искусственных волокон и нитей. У. э. р. – важнейший район добычи и частично переработки асбеста (Баженовское и Киембайское месторождения), талька (Миасские месторождения), магнезита (Саткинское месторождение). район обладает развитой промышленностью стройматериалов (в 1975 произведено 14,6 млн. т цемента, 6,8 млн. м 3 сборных железобетонных конструкций и деталей и др.). Деревообрабатывающие предприятия перерабатывают около половины заготовляемой древесины; большая часть идёт на производство бумаги (1 млн. т в 1973), пиломатериалов, фанеры (213 тыс. м 2 в 1973) и др. значительная часть леса сплавляется по Каме в районы Поволжья. Построены крупные предприятия комплексной переработки древесины (Пермь, Краснокамск, Тавда, Красновишерск и др.).
В У. э. р. ведётся добыча углей в Кизеловском (каменный), Челябинском (бурый) и Серовском угленосных районах; нефти в Прикамье, Оренбургском Предуралье; газа (21 млрд. м 3 ) и торфа. Район ввозит уголь (из Кузбасса и Караганды), газ (из Зап. Сибири и Средней Азии), мазут. Центры нефтепереработки: Пермь, Краснокамск и Орск. Оренбург – центр добычи газа (одно из крупнейших в Европе газоконденсатных месторождений) и газопереработки с комплексным использованием сырья. Электроэнергетическая система У. э. р. охватывает все промышленные узлы. Работают мощные ГРЭС и ТЭЦ (Ириклинская, Рефтинская, Кармановская, Троицкая, Верхнетагильская, Среднеуральская, Южно-Уральская, Серовская, Яйвинская), гидростанции (Камская ГЭС – 0,5 Гвт, Боткинская – 1 Гвт ), Белоярская АЭС. Линии электропередач соединяют У. э. р. с объединённой энергосистемой Европейской части СССР и рядом смежных территорий – Тюменской и Актюбинской обл.
Из отраслей лёгкой и пищевой промышленности выделяются мукомольная, мясная и молочная, кожевенно-обувная, швейная, текстильная. Имеются камвольный комбинат и фабрика льняных тканей (Свердловск), комбинаты шёлковых тканей, главным образом синтетических (Оренбург, Чайковский).
Сельское хозяйство – важная отрасль экономики У. э. р., специализирующаяся на выращивании главным образом яровой пшеницы, мясо-молочном животноводстве; вокруг главных промышленных центров – сельское хозяйство пригородного типа. В с.-х. производстве ведущее место принадлежит совхозам. С.-х. угодья (1974) составляют 41% всей площади района, занимая в основном территорию Юж. Приуралья и Южного Зауралья; из них пашня – 17,8 млн. га, сенокосы – 2,9 млн. га, пастбища – 7 млн. га. Площадь орошаемых земель – 128 тыс. га, осушенных – 70 тыс. га. Вся посевная площадь 16,4 млн. га (1975), из них под зерновыми – 10,9 млн. га, кормовыми культурами – 4,9 млн. га, техническими (подсолнечник, лён) – 0,1 млн. га, картофелем и овощами – 0,5 млн. га. Преобладают посевы пшеницы, главным образом яровой (5,7 млн. га ). Развито теплично-парниковое хозяйство. Поголовье (на начало 1976, млн.): крупного рогатого скота – 6,2 (из них коров 2,3), свиней – 2,0, овец и коз – 4,6, птицы – 34,6. Созданы крупные промышленно-животноводческие комплексы и птицефабрики.
Основной вид транспорта – железнодорожный (эксплуатационная длина железных дорог 9,9 тыс. км, 1975). Важнейшая из региональных линий – ж.-д. линия Полуночное – Серов – Свердловск – Челябинск – Орск. Главные ж.-д. магистрали – широтные, пересекают Средний и Южный Урал в 5 местах (Нижний Тагил – Пермь, Свердловск – Пермь, Свердловск – Казань, Челябинск – Уфа, Орск – Оренбург); завершено строительство шестой широтной железной дороги через Урал (от Магнитогорска на Запад). значительная часть железных дорог электрифицирована, что связано с высокой грузонапряженностью и большим количеством подъёмов на многих участках. Через территорию У. э. р. проходит мощная система трубопроводов, обеспечивающая подачу газа (с сев. районов Тюменской обл. и Средней Азии) и нефти (с Западной Сибири) на Урал. Развит водный транспорт на реках Камского бассейна
Внутренние различия: 1) Вост. склоны Урала – основная меридиональная промышленная полоса с преобладанием добычи и обработки металлов и с тяготеющими к ней зонами пригородного сельского хозяйства. Важнейшие промышленные агломерации и узлы с центрами в Свердловске, Нижнем Тагиле, Челябинске, Магнитогорске, Орске; 2) Среднее Прикамье с преобладанием химической, лесной и лесоперерабатывающей промышленности, машиностроения и с.-х. районами молочного и овоще-картофельного направления. Промышленные центры – Березники, Соликамск, Пермь, Краснокамск, Чайковский и др.; 3) Зап. склоны Среднего Урала – промышленные узлы и центры с преобладанием горнодобывающей промышленности, машиностроения и металлургии и с окружающими их очагами сельского хозяйства; 4) районы крупного с.-х. производства с центрами горнодобывающей промышленности и обрабатывающих производств на Ю.-З. и Ю.-В., а также районы крупной лесной промышленности (местами в сочетании с сельское хозяйством) с отдельными центрами лесопереработки на С.-З. и С.-В. района.
Лит.: Урал и Приуралье, М., 1968 (АН СССР. Природные условия и естественные ресурсы СССР); Комар И. В., Урал, М., 1959; его же, География хозяйства Урала, М., 1964; Урал, М., 1968 (серия «Советский Союз»); Шувалов Е. Л., Урал индустриальный, М., 1974; Варламов В. С., Кибальчич О. А., Новь древнего Урала, М., 1975.
И. В. Комар.
Уральский экономический район.
Уральское бюро ЦК РКП(б)
Ура'льское бюро' ЦК РКП (б), полномочное представительство ЦК партии на Урале (Екатеринбург, ныне Свердловск) в 1920–23. Образовано в апреле 1920 согласно решению 9-го съезда РКП (б) (1920), развернуло свою работу в 1921. Руководило деятельностью партийных организаций Екатеринбургской, Пермской, Уфимской (до июня 1922), Челябинской и Тюменской губернии. Создано с целью приближения руководства ЦК к местным партийным организациям, решавшим особо сложные хозяйственные задачи восстановления уральской промышленности и транспорта. Члены Бюро персонально утверждались ЦК РКП (б) из числа членов ЦК и ответственных руководителей местных партийных и государственных органов. Упразднено в связи с образованием Уральского обкома РКП (б).
Уральское казачье войско
Ура'льское каза'чье во'йско (1775–1920; в 1917 – Яицкое), часть казачества в дореволюционной России, размещавшаяся на З. Уральской обл. (ныне Уральская, часть Гурьевской обл. Казахской ССР и юго-вост. часть Оренбургской обл.), по среднему и нижнему течению р. Урал с центром в г. Уральске (до 1775 – Яицкий городок, основан в 1613). Происходило от яицких казаков , переименованных после подавления Крестьянской войны под предводительством Е. И. Пугачева в уральских казаков и утративших остатки автономии. Во главе У. к. в. были поставлены наказной атаман и войсковое управление. С 1782 управлялось то астраханским, то оренбургским генерал-губернатором. В 1868 было введено новое «Временное положение», по которому У. к. в. было подчинено генерал-губернатору (он же наказный атаман) вновь образованной Уральской обл. Территория У. к. в. («земля У. к. в.») составляла 7,06 млн. га и делилась на 3 отдела (Уральский, Лбищенский и Гурьевский) с населением (1916) 290 тыс. чел., в том числе казачьего – 166,4 тыс. чел. в 480 населённых пунктах, объединённых в 30 станиц. 42% казаков были старообрядцами, небольшая часть состояла из калмыков, татар и башкир. В 1908 к У. к. в. были присоединены илецкие казаки. Средний надел на семью составлял 22 га. Значительная часть земель из-за непригодности и отдалённости не использовалась. В отличие от др. казачьих войск, в У. к. в. не был выделен войсковой запас, т. е. запасной земельный фонд, а войсковой капитал был общим без выделения станичных капиталов. У. к. в. имело удлинённый срок службы (с 19 лет до 41 года). В мирное время выставляло 3 конных полка (16 сотен), сотню в лейб-гвардии Сводно-казачий полк и 2 команды (всего 2973 чел.). Участвовало почти во всех войнах, которые вела Россия. Во время 1-й мировой войны 1914–18 выставило 9 конных полков (50 сотен), артиллерийскую батарею, гвардейскую сотню, 9 особых и запасных сотен, 2 команды (всего на 1917 свыше 13 тыс. чел.). После Октябрьской революции 1917 казачья беднота сражалась за Сов. власть, а зажиточные слои во главе с атаманом В. С. Толстовым выступили на стороне белогвардейцев. В 1920 ликвидировано.
Лит.: Бородин Н., Уральское казачье войско, т. 1–2, Уральск, 1891; Россия. Полн. географическое описание нашего отечества под ред. Семенова, т. 18, СПБ, 1903; Рознер И. Г., Яик перед бурей, М., 1966; Казачьи войска. Справочная книжка императорской главной квартиры, сост. В. Х. Казин, [СПБ, 19123.
Ю. А. Стефанов.
Уральской армии поход 1918
Ура'льской а'рмии похо'д 1918, героический поход южноуральских партизан по белогвардейским тылам 18 июля – 12 сентября с целью выхода из окружения на соединение с Красной Армией. Летом 1918 рабочие отряды Юж. Урала, действовавшие в районе Оренбург – Уфа – Челябинск, оказались в результате мятежа Чехословацкого корпуса и оренбургских казаков отрезанными от районов снабжения и регулярных частей Красной Армии и перешли к партизанским действиям. К середине июля партизанские отряды (Уральский В. К. Блюхера, Верхнеуральский Н. Д. Каширина, Троицкий Н. Д. Томина и др.), теснимые белоказачьей армией атамана А. И. Дутова, отступили в Белорецк. Здесь на совещании командиров 16 июля было принято решение объединить силы в сводный Уральский отряд и пробиваться через Верхнеуральск, Миасс, Екатеринбург навстречу войскам Вост. фронта. Командующим был избран Каширин, его заместителем – Блюхер. Выступив в поход 18 июля, отряд за 8 дней с ожесточёнными боями дошёл до района Верхнеуральск – Юрюзань, но из-за недостатка сил (4700 штыков, 1400 сабель, 13 орудий) был вынужден вернуться в исходный район. 2 августа раненого Каширина сменил Блюхер, который реорганизовал отряды в полки, батальоны и роты и предложил новый план похода: через Петровский, Богоявленский и Архангельский заводы на Красноуфимск, чтобы можно было опереться на рабочих, получить пополнения и продовольствие. Начав поход 5 августа, отряд к 13 августа с боями преодолел Уральский хребет в районе Богоявленска (ныне Красноусольск), присоединил Богоявленский партизанский отряд М. В. Калмыкова (2 тыс. чел.), а затем Архангельский отряд В. Л. Дамберга (1300 чел.) и др. силы. Отряд вырос в армию, имевшую в своём составе 6 стрелковых, 2 кавалерийских полка, артиллерийский дивизион и др. подразделения (всего 10,5 тыс. штыков и сабель, 18 орудий), с железной воинской дисциплиной. 20 августа армия разбила в районе Зимино белогвардейские части. 27 августа форсировала с боями р. Симу, заняла станцию Иглино (12 км восточнее Уфы) и, разрушив участок ж. д. Уфа – Челябинск, на 5 дней прервала сообщение белых с Сибирью. К 10 сентября, нанеся новые поражения врагу (на р. Уфе, у с. Красный Яр и др.), армия вышла в район Аскино, у с. Тюйно-Озёрская прорвала кольцо окружения и 12–14 сентября соединилась с передовыми частями 3-й армии Вост. фронта. Спустя 10 дней армия прибыла в Кунгур, где её основная масса влилась в 4-ю Уральскую (с 11 ноября – 30-ю) стрелковую дивизию. В течение 54 дней армия Блюхера прошла свыше 1500 км по горам, лесам и болотам, провела более 20 боев, разгромила 7 вражеских полков. Дезорганизовав тыл белогвардейцев и интервентов, она содействовала наступлению войск Восточного фронта осенью 1918. За успешное руководство героическим походом Блюхер первым среди советских военачальников был награжден орденом Красного Знамени.
Лит.: Душенькин В. В., Уральский рейд, М., 1973; Легендарный рейд. Сб. воспоминаний о походе южно-уральских партизан под командованием В. К. Блюхера, М., 1959; Плотников И. Ф., Десять тысяч героев, М., 1967.
А. М. Агеев.
Уран (мифологич.)
Ура'н, в древнегреческой мифологии бог неба, супруг Геи (Земли), отец титанов, циклопов и сторуких исполинов; был оскоплен и свергнут собственным сыном Кроносом.
Уран (планета)
Ура'н, седьмая по удалённости от Солнца большая планета Солнечной системы; астрономический знак или . Относится к числу планет-гигантов. Открыт В. Гершелем в 1781; случайно наблюдался и ранее, но оставался нераспознанным среди звёзд. Движется вокруг Солнца на среднем расстоянии от него 19,19 а. е. по орбите, близкой к круговой. Эксцентриситет орбиты равен 0,047, наклон плоскости орбиты У. к плоскости эклиптики составляет всего лишь 0,77°. Полный оборот вокруг Солнца У. совершает за 84,015 года, или 30 685 земных сут. Синодический период У., в течение которого повторяются противостояния и соединения с Солнцем, составляет 369,7 сут. Будучи достаточно ярким объектом (около 6-й звёздной величины), У. легко наблюдается в бинокль, но для того, чтобы уверенно заметить диск, нужен телескоп с увеличением не менее 60 раз. Невооружённым глазом едва различим. Видимый поперечник У. меняется в пределах от 3,4'' до 4,3''. Истинный экваториальный диаметр У. равен 50700 км, или 3,98 диаметра Земли. Объём У. в 61 раз превышает объём Земли, масса же его составляет 14,56 массы Земли, так что средняя его плотность мала и равна 1,32 г /см 3 , что характерно для планет-гигантов. Ускорение силы тяжести на экваторе У. равно 1040 см/сек 2 минус 60 см/сек 2 за счёт центробежного ускорения, а вторая космическая скорость – 22 км/сек.
Фигура У. сильно сжата у полюсов (сжатие – около 1: 33), что отражает факт быстрого его вращения вокруг оси: период осевого вращения У. составляет 10,8 ч. Поскольку на диске У. не заметно никаких деталей, установить факт его вращения из прямых наблюдений невозможно. Период вращения У. установлен по периодическим изменениям его блеска с амплитудой до 0,15 звёздной величины, а также по величине смещения линий в его спектре вследствие эффекта Доплера, что позволяет определить линейную скорость вращения У. на его экваторе. В отличие от большинства планет, у которых осевое вращение, если смотреть на планету со стороны Сев. полюса, происходит против часовой стрелки, т. е. в ту же сторону, в которую движется и сама планета вокруг Солнца, У. (как и Венера) вращается в сторону, противоположную орбитальному движению; ось вращения У. лежит почти в плоскости орбиты, составляя с нормалью к орбите угол 98°.
Из-за большого удаления от Солнца У. получает от него очень мало света и тепла – почти в 370 раз меньше, чем Земля, но его отражательная способность очень велика – самая высокая среди планет: сферическое альбедо У. равно 0,93, геометрическое альбедо – 0,57. Если У. столь же эффективно отражает всё тепловое излучение Солнца, то его температура на поверхности должна быть очень низкой – ниже 90 К (–180 °С); это подтверждается измерениями в инфракрасной области спектра, где средняя температура оказалась равной всего лишь 55 ± 3 К. В то же время температура, измеренная в сантиметровом диапазоне, заметно превышает 100 К, что свидетельствует о существовании потока тепла из недр планеты. Большое альбедо У. говорит о наличии мощной атмосферы. Спектроскопическим методом на планете обнаружен молекулярный водород H2 мощностью 100 км-атм над уровнем облачного слоя и метан CH4 мощностью от 3 до 150 км-атм (по разным оценкам). Давление атмосферы на уровне облаков оценивается в 3 атм. Теоретические исследования внутреннего строения У. привели к следующим результатам: внешняя газовая оболочка состоит из газов H2 , Не, CH4 , общая масса которых составляет около 10% полной массы планеты; толщина оболочки – 27% радиуса У.; ниже находится жидкое ядро, состоящее преимущественно из воды.
У. имеет 5 спутников, которые движутся в экваториальной плоскости У. в направлении вращения планеты. Все они слабы и доступны наблюдениям лишь с помощью крупных телескопов. Два спутника, более удалённые и самые яркие, – Титания и Оберон – были открыты Гершелем в 1787, менее яркие – Ариель и Умбриэль – У. Ласселлом в 1851 и, наконец, самый близкий к планете спутник – Миранда – амер. астрономом Дж. Койпером в 1948 фотографическим путём (блеск 16,5 звёздной величины). Размеры спутников можно лишь грубо оценить по их блеску: самый крупный из них – Титания – имеет диаметр между 0,5 и 1,3 тыс. км, самый малый – Миранда – от 150 до 500 км.
Лит.: Мороз В. И., Физика планет, М., 1967; Мартынов Д. Я.. Планеты. Решенные и нерешенные проблемы, М., 1970.
Д. Я. Мартынов.
Уран (хим. элемент)
Ура'н (лат. Uranium), U, радиоактивный химический элемент III группы периодической системы Менделеева, относится к семейству актиноидов , атомный номер 92, атомная масса 238,029; металл. Природный У. состоит из смеси трёх изотопов: 238 U – 99,2739% с периодом полураспада T1 /2 = 4,51·109 лет, 235 U – 0,7024% (T1 /2 = 7,13·108 лет) и 234 U – 0,0057% (T1 /2 = 2,48·105 лет). Из 11 искусственных радиоактивных изотопов с массовыми числами от 227 до 240 долгоживущий – 233 U (T1 /2 = 1,62·105 лет); он получается при нейтронном облучении тория. 238 U и 235 U являются родоначальниками двух радиоактивных рядов.
Историческая справка. У. открыт в 1789 нем. химиком М. Г. Клапротом и назван им в честь планеты Уран, открытой В. Гершелем в 1781. В металлическом состоянии У. получен в 1841 франц. химиком Э. Пелиго при восстановлении UCl4 металлическим калием. Первоначально У. приписывали атомную массу 120, и только в 1871 Д. И. Менделеев пришёл к выводу, что эту величину надо удвоить.
Длительное время уран представлял интерес только для узкого круга химиков и находил ограниченное применение для производства красок и стекла. С открытием явления радиоактивности У. в 1896 и радия в 1898 началась промышленная переработка урановых руд с целью извлечения и использования радия в научных исследованиях и медицине. С 1942, после открытия в 1939 явления деления ядер (см. Ядра атомного деление ), У. стал основным ядерным топливом.
Распространение в природе. У. – характерный элемент для гранитного слоя и осадочной оболочки земной коры. Среднее содержание У. в земной коре (кларк) 2,5·10-4 % по массе, в кислых изверженных породах 3,5·10-4 %, в глинах и сланцах 3,2·10-4 %, в основных породах 5·10-5 %, в ультраосновных породах мантии 3·10-7 %. У. энергично мигрирует в холодных и горячих, нейтральных и щелочных водах в форме простых и комплексных ионов, особенно в форме карбонатных комплексов. Важную роль в геохимии У. играют окислительно-восстановительные реакции, поскольку соединения У., как правило, хорошо растворимы в водах с окислительной средой и плохо растворимы в водах с восстановительной средой (например, сероводородных).
Известно около 100 минералов У.; промышленное значение имеют 12 из них (см. Урановые руды ). В ходе геологической истории содержание У. в земной коре уменьшилось за счёт радиоактивного распада; с этим процессом связано накопление в земной коре атомов РЬ, Не. Радиоактивный распад У. играет важную роль в энергетике земной коры, являясь существенным источником глубинного тепла.
Физические свойства. У. по цвету похож на сталь, легко поддаётся обработке. Имеет три аллотропические модификации – a, b и g с температурами фазовых превращений: a®b 668,8±0,4°C, b® g 772,2 ± 0,4 °С; a-форма имеет ромбическую решётку a = 2.8538, b = 5,8662, с = 4,9557), b-форма – тетрагональую решётку (при 720 °С а = 10,759, b = 5,656), g-форма – объёмноцентрированную кубическую решётку (при 850°C а = 3,538). Плотность У. в a-форме (25°C) 19,05 ± 0,2 г/см 3 , t пл 1132 ± 1°С; t kип 3818 °С; теплопроводность (100–200°C), 28,05 вт/ (м ·К ) [0,067 кал/ (см ·сек ·°С)], (200–400 °C) 29,72 вт/ (м ·К ) [0,071 кал/ (см ·сек ·°С)]; удельная теплоёмкость (25°C) 27,67 кдж/(кг ·К ) [6,612 кал/(г·°С)]; удельное электросопротивление при комнатной температуре около 3·10-7 ом ·см, при 600°C 5,5·10-7 ом ·см; обладает сверхпроводимостью при 0,68 ± 0,02К; слабый парамагнетик, удельная магнитная восприимчивость при комнатной температуре 1,72·10-6 .
Механические свойства У. зависят от его чистоты, от режимов механической и термической обработки. Среднее значение модуля упругости для литого У. 20,5·10-2 Мн/м 2 [20,9·10-3 кгс/мм 2 ] предел прочности при растяжении при комнатной температуре 372–470 Мн/м 2 [38–48 кгс/мм 2 ], прочность повышается после закалки из b- и g-фаз; средняя твёрдость по Бринеллю 19,6–21,6·102 Мн/м 2 [200–220 кгс/мм 2 ].
Облучение потоком нейтронов (которое имеет место в ядерном реакторе ) изменяет физико-механические свойства У.: развивается ползучесть и повышается хрупкость, наблюдается деформация изделий, что заставляет использовать У. в ядерных реакторах в виде различных урановых сплавов.
У. – радиоактивный элемент . Ядра 235 U и 233 U делятся спонтанно, а также при захвате как медленных (тепловых), так и быстрых нейтронов с эффективным сечением деления 508·10-24 см 2 (508 барн ) и 533·10-24 см 2 (533 барн ) соответственно. Ядра 238 U делятся при захвате только быстрых нейтронов с энергией не менее 1 Мэв; при захвате медленных нейтронов 238 U превращается в 239 Pu, ядерные свойства которого близки к 235 U. Критич. масса У. (93,5% 235 U) в водных растворах составляет менее 1 кг, для открытого шара – около 50 кг, для шара с отражателем – 15 – 23 кг; критическая масса 233 U – примерно 1 /3 критической массы 235 U.
Химические свойства. Конфигурация внешней электронной оболочки атома У. 7s 2 6d 1 5f 3 . У. относится к реакционноспособным металлам, в соединениях проявляет степени окисления + 3, + 4, + 5, + 6, иногда + 2; наиболее устойчивы соединения U (IV) и U (VI). На воздухе медленно окисляется с образованием на поверхности плёнки двуокиси, которая не предохраняет металл от дальнейшего окисления. В порошкообразном состоянии У. пирофорен и горит ярким пламенем. С кислородом образует двуокись UO2 , трёхокись UO3 и большое число промежуточных окислов, важнейший из которых U3 O8 . Эти промежуточные окислы по свойствам близки к UO2 и UO3 . При высоких температурах UO2 имеет широкую область гомогенности от UO1,60 до UO2,27 . С фтором при 500–600°C образует тетрафторидирд (зелёные игольчатые кристаллы, малорастворимые в воде и кислотах) и гексафторид UF6 (белое кристаллическое вещество, возгоняющееся без плавления при 56,4°C); с серой – ряд соединений, из которых наибольшее значение имеет US (ядерное горючее). При взаимодействии У. с водородом при 220 °С получается гидрид UH3 ; с азотом при температуре от 450 до 700 °С и атмосферном давлении – нитрид U4 N7 , при более высоком давлении азота и той же температуре можно получить UN, U2 N3 и UN2 ; с углеродом при 750–800°C – монокарбид UC, дикарбид UC2 , а также U2 C3 ; с металлами образует сплавы различных типов (см. Урановые сплавы ). У. медленно реагирует с кипящей водой с образованием UO2 и H2 , с водяным паром – в интервале температур 150–250 °С; растворяется в соляной и азотной кислотах, слабо – в концентрированной плавиковой кислоте. Для U (VI) характерно образование иона уранила UO2 2 + ; соли уранила окрашены в жёлтый цвет и хорошо растворимы в воде и минеральных кислотах; соли U (IV) окрашены в зелёный цвет и менее растворимы; ион уранила чрезвычайно способен к комплексообразованию в водных растворах как с неорганическими, так и с органическими веществами; наиболее важны для технологии карбонатные, сульфатные, фторидные, фосфатные и др. комплексы. Известно большое число уранатов (солей не выделенной в чистом виде урановой кислоты), состав которых меняется в зависимости от условий получения; все уранаты имеют низкую растворимость в воде.
У. и его соединения радиационно и химически токсичны. Предельно допустимая доза (ПДД) при профессиональном облучении 5 бэр в год.
Получение. У. получают из урановых руд, содержащих 0,05–0,5% U. Руды практически не обогащаются, за исключением ограниченного способа радиометрической сортировки, основанной на излучении радия, всегда сопутствующего урану. В основном руды выщелачивают растворами серной, иногда азотной кислот или растворами соды с переводом У. в кислый раствор в виде UO2 SO4 или комплексных анионов [UO2 (SO4 )3 ]4- , а в содовый раствор – в виде [UO2 (CO3 )3 ]4- . Для извлечения и концентрирования У. из растворов и пульп, а также для очистки от примесей применяют сорбцию на ионообменных смолах и экстракцию органическими растворителями (трибутилфосфат, алкилфосфорные кислоты, амины). Далее из растворов добавлением щёлочи осаждают уранаты аммония или натрия или гидроокись U (OH)4 . Для получения соединений высокой степени чистоты технические продукты растворяют в азотной кислоте и подвергают аффинажным операциям очистки, конечными продуктами которых являются UO3 или U3 O8 ; эти окислы при 650–800°C восстанавливаются водородом или диссоциированным аммиаком до UO2 с последующим переводом его в UF4 обработкой газообразным фтористым водородом при 500–600°C. UF4 может быть получен также при осаждении кристаллогидрата UF4 ·nH2 O плавиковой кислотой из растворов с последующим обезвоживанием продукта при 450°C в токе водорода. В промышленности основным способом получения У. из UF4 является его кальциетермическое или магниетермическое восстановление с выходом У. в виде слитков массой до 1,5 т. Слитки рафинируются в вакуумных печах.
Очень важным процессом в технологии У. является обогащение его изотопом 235 U выше естественного содержания в рудах или выделение этого изотопа в чистом виде (см. Изотопов разделение ), поскольку именно 235 U – основное ядерное горючее; осуществляется это методами газовой термодиффузии, центробежными и др. методами, основанными на различии масс 235 U и 238 U; в процессах разделения У. используется в виде летучего гексафторида UF6 . При получении У. высокой степени обогащения или изотопов учитываются их критические массы; наиболее удобный способ в этом случае – восстановление окислов У. кальцием; образующийся при этом шлак CaO легко отделяется от У. растворением в кислотах.
Для получения порошкообразного У., двуокиси, карбидов, нитридов и др. тугоплавких соединений применяются методы порошковой металлургии.
Применение. Металлический У. или его соединения используются в основном в качестве ядерного горючего в ядерных реакторах . Природная или малообогащённая смесь изотопов У. применяется в стационарных реакторах атомных электростанций, продукт высокой степени обогащения – в ядерных силовых установках или в реакторах, работающих на быстрых нейтронах. 235 U является источником ядерной энергии в ядерном оружии . 238 U служит источником вторичного ядерного горючего – плутония.
В. М. Кулифеев.
Уран в организме. В микроколичествах (10-5 –10-5 %) обнаруживается в тканях растений, животных и человека. В золе растений (при содержании У. в почве около·10-4 ) его концентрация составляет 1,5·10-5 %. В наибольшей степени У. накапливается некоторыми грибами и водорослями (последние активно участвуют в биогенной миграции У. по цепи вода – водные растения – рыба – человек). В организм животных и человека У. поступает с пищей и водой в желудочно-кишечный тракт, с воздухом в дыхательные пути, а также через кожные покровы и слизистые оболочки. Соединения У. всасываются в желудочно-кишечном тракте – около 1% от поступающего количества растворимых соединений и не более 0,1% труднорастворимых; в лёгких всасываются соответственно 50% и 20%. Распределяется У. в организме неравномерно. Основные депо (места отложения и накопления) – селезёнка, почки, скелет, печень и, при вдыхании труднорастворимых соединений, – лёгкие и бронхо-лёгочные лимфатические узлы. В крови У. (в виде карбонатов и комплексов с белками) длительно не циркулирует. Содержание У. в органах и тканях животных и человека не превышает 10-7 г/г . Так, кровь крупного рогатого скота содержит 1·10-8 г/мл, печень 8·10-8 г/г, мышцы 4·10-8 г/г, селезёнка 9·10-8 г/г . Содержание У. в органах человека составляет: в печени 6·10-9 г/г , в лёгких 6·10-9 –9·10-9 г/г, в селезёнке 4,7·10-9 г/г , в крови 4·10-9 г/мл, в почках 5,3·10-9 (корковый слой) и 1,3·10-9 г/г (мозговой слой), в костях 1·10-9 г/г , в костном мозге 1·10-9 г/г , в волосах 1,3·10-7 г/г . У., содержащийся в костной ткани, обусловливает её постоянное облучение (период полувыведения У. из скелета около 300 сут ). Наименьшие концентрации У. – в головном мозге и сердце (10-10 г/г ). Суточное поступление У. с пищей и жидкостями – 1,9·10-6 г, с воздухом – 7·10-9 г . Суточное выведение У. из организма человека составляет: с мочой 0,5·10-7 –5·10-7 , с калом – 1,4·10-6 –1,8·10-6 г, с волосами – 2·10-8 г.
По данным Международной комиссии по радиационной защите, среднее содержание У. в организме человека 9·10-8 г. Эта величина для различных районов может варьировать. Полагают, что У. необходим для нормальной жизнедеятельности животных и растений, однако его физиологические функции не выяснены.
Г. П. Галибин.
Токсическое действие У. обусловлено его химическими свойствами и зависит от растворимости: более токсичны уранил и др. растворимые соединения У. Отравления У. и его соединениями возможны на предприятиях по добыче и переработке уранового сырья и др. промышленных объектах, где он используется в технологическом процессе. При попадании в организм У. действует на все органы и ткани, являясь общеклеточным ядом. Признаки отравления обусловлены преим. поражением почек (появление белка и сахара в моче, последующая олигурия ), поражаются также печень и желудочно-кишечный тракт. Различают острые и хронические отравления; последние характеризуются постепенным развитием и меньшей выраженностью симптомов. При хронической интоксикации возможны нарушения кроветворения, нервной системы и др. Полагают, что молекулярный механизм действия У. связан с его способностью подавлять активность ферментов.
Профилактика отравлений: непрерывность технологических процессов, использование герметичной аппаратуры, предупреждение загрязнения воздушной среды, очистка сточных вод перед спуском их в водоёмы, мед. контроль за состоянием здоровья рабочих, за соблюдением гигиенических нормативов допустимого содержания У. и его соединений в окружающей среде.
В. Ф. Кириллов.
Лит.: Учение о радиоактивности. История и современность, под ред. Б. М. Кедрова, М., 1973; Петросьянц А. М., От научного поиска к атомной промышленности, М., 1970; Емельянов В. С., Евстюхин А. И., Металлургия ядерного горючего, М., 1964; Сокурский Ю. Н., Стерлин Я. М., Федорченко В. А., Уран и его сплавы, М., 1971; Евсеева Л. С., Перельман А. И., Иванов К. Е., Геохимия урана в зоне гнпергениза, 2 изд., М., 1974; Фармакология и токсикология урановых соединений, [пер. с англ.], т. 2, М., 1951; Гуськова В. Н., Уран. Радиационно-гигиеническая характеристика, М., 1972; Андреева О. С., Гигиена труда при работе с ураном и его соединениями, М., 1960; Новиков Ю. В,, Гигиенические вопросы изучения содержания урана во внешней среде и его влияния на организм, М., 1974.
Ураниборг
Уранибо'рг (Uraniborg), обсерватория дат. астронома Тихо Браге , построенная в 1576 на о. Вен в проливе Эресунн, близ Копенгагена. Здание обсерватории имело вид замка-крепости и было первым в Европе сооружением, предназначенным специально для астрономических наблюдений. Обсерватория была снабжена рядом первоклассных для того времени инструментов конструкции самого Браге, изготовленных в мастерских У. В числе этих инструментов – большой стенной квадрант, с помощью которого Браге определил положения звёзд и планет с непревзойдённой для невооружённого глаза точностью. После отъезда Браге из Дании в 1597 У., а также его вторая обсерватория Стьернеборг были заброшены.
Уранинит
Уранини'т, минерал, безводный окисел урана (U4 + ) с идеализированной формулой UO2 (справедлива только для синтетических материалов). Все природные У. наряду с UO2 содержат и UO3 ; соотношение UO2 к UO3 выражается величиной т. н. кислородного коэффициента, который колеблется от UO2,17 до UO2,92 .
Различают собственно У., встречающийся в виде чётких кристаллических форм, настуран (урановая смолка, урановая смоляная руда), образующий скрытокристаллические колломорфные агрегаты, и урановые черни – рыхлые землистые агрегаты. Собственно У. образует изоморфные ряды с торианитом ThO2 и иттроцерианитом (Y, Ce) O2 . Кроме того, все У. содержат продукты радиогенного распада урана и тория: К, Ac, Po, Не, Pb, а также Ca и Zn. С учётом наиболее частых примесей формула У. (U4 + + U6 + , Th, TR, Pb, Ca) O1,9-2,5 .
У. кристаллизуется в кубической системе. Структура идеального У. аналогична структуре флюорита . В природных У., в связи с вхождением в структуру уранильных групп UO2 + , симметрия кристаллической решётки снижается и возникает примитивная кубическая структура; наиболее часто встречающиеся формы кристаллов – кубы, октаэдры и их комбинации. Цвет чёрный со смоляным блеском. Хрупок. Твёрдость 5–6 (по минералогической шкале), плотность 8000–10000 кг/м 3 (у настурана 6000–9200 кг/м 3 ).
Собственно У. – высокотемпературный минерал, характерен для гранитных и сиенитовых пегматитов в ассоциации со сложными ниобо-тантало-титанатами урана (самарскит, колумбит, пирохлор и др.), цирконом, монацитом; встречается также в гидротермальных, скарновых и осадочных месторождениях. Настуран образуется в основном в низкотемпературных гидротермальных и осадочных месторождениях; спутниками настурана являются сульфиды, арсениды, самородные висмут, мышьяк и серебро, карбонаты и др. Урановые черни особенно характерны для гидротермальных сульфидно-урановых и осадочных месторождений.
У. легко изменяется в зоне окисления и служит исходным материалом для образования гидроокислов, силикатов, фосфатов и др. минералов U6 + . Все разновидности У. являются основой урановых руд . Крупные месторождения У. известны в Канаде, США, Африке, Австралии, Франции и др.
Лит.: Минералы. Справочник, т. 2, в. 2, М., 1965.
Л. Н. Белова.
Урания
Ура'ния в древнегреческой мифологии, 1) одна из 9 муз, покровительница астрономии. 2) Эпитет Афродиты – Афродита-У. (Афродита-небесная).
Урановая смолка
Ура'новая смо'лка, урановая смоляная руда, настуран; см. Уранинит .
Урановые руды
Ура'новые ру'ды, природные минеральные образования, содержащие уран и его соединения в концентрациях, при которых их промышленное использование технически возможно и экономически целесообразно.
Известно около 100 урановых минералов, из них 12 представляют практический интерес; наибольшее промышленное значение имеют окислы урана – уранинит и его разновидности (настуран и урановая чернь), а также силикаты – коффинит, титанаты – давидит и браннерит; водные фосфаты и арсенаты уранила – урановые слюдки .
По условиям образования среди У. р. различают: эндогенные руды, отложившиеся при повышенных температурах и давлениях из пегматитовых расплавов и водных (предположительно постмагматических) растворов, характерны для складчатых областей и активизированных платформ; экзогенные руды, сформировавшиеся в близкоповерхностных условиях и на поверхности Земли в процессе осадконакопления (сингенетические руды) или в результате циркуляции грунтовых вод (эпигенетические руды), связаны преимущественно с молодыми платформами; метаморфогенные руды, возникшие путём перераспределения первично рассеянного урана в процессе метаморфизма осадочных толщ, характерны для древних платформ.
У. р. разделяются на природные типы и технологичексие сорта. По характеру урановой минерализации различают: первичные У. р. – не менее 75% U4 + от общего количества; окисленные У. р., содержащие главным образом U6 + ; смешанные У. р., в которых U4 + и U6 + находятся примерно в равных соотношениях. Степень окисления урановых минералов сказывается на технологии их переработки и поведении в гидрометаллургическом переделе. По «контрастности», определяемой степенью неравномерности содержания U в кусковой фракции отбитой горной массы, среди У. р. выделяются весьма контрастные, контрастные, слабо контрастные и неконтрастные руды; контрастность руд определяет возможность и целесоооразность их радиометрического обогащения. По размерам агрегатов и зёрен урановых минералов выделяются: крупнозернистые У. р. (свыше 25 мм в поперечнике), среднезернистые (3–25 мм ), мелкозернистые (0,1–3 мм ), тонкозернистые (0,015–0,1 мм ) и дисперсные (менее 0,015 мм ); размеры агрегатов и зёрен урановых минералов определяют возможность механического обогащения руд.
По содержанию полезных примесей выделяют: собственно урановые, уран-молибденовые, уран-ванадиевые, уран-никель-кобальт-висмут-серебряные и др. руды.
По химическому составу нерудной составляющей среди У. р. различают: силикатные У. р. (в основном из силикатных минералов); карбонатные (более 10–15% карбонатных минералов); железоокисные, представляющие собой железо-урановые руды; сульфидные, содержащие более 8–10% сульфидных минералов; каустобиолитовые, состоящие в основном из органического вещества.
Химический состав руд часто имеет решающее значение при выборе способа их переработки. Так, например, из силикатных руд уран выщелачивается кислотами, из карбонатных – содовыми растворами; железо-окисные руды подвергаются доменной плавке, при которой уран концентрируется в шлаках; каустобиолитовые У. р. иногда обогащаются путём их сжигания и т.д.
По содержанию урана выделяются 5 сортов руд: очень богатые руды (свыше 1% урана); богатые (1–0,5%); средние (0,5–0,25%); рядовые (0,25–0,1%); бедные (менее 0,1%). В качестве побочного продукта уран извлекается из руд, содержащих 0,01–0,015% урана (например, из золотоносных конгломератов Витватерсранда, ЮАР) и даже 0,006–0,008% (фосфориты Флориды, США).
В 1975 мировая добыча урана (без социалистических стран) составила 21 500 т. Главные месторождения У. р. капиталистических стран расположены в США (Колорадо плато ), Канаде (провинции Онтарио и Саскачеван), Франции (Центральный массив) и ЮАР (Витватерсранд ); крупные месторождения урана известны также в Австралии (Северная территория) и в Габоне.
Лит.: Суражский Д. Я., Методы поисков и разведки месторождений урана, М., 1960; Прибытков П. В., Основные принципы классификации промышленных урановых РУД, «Атомная энергия», 1960, т. 9, в. 3: Рудные месторождения СССР, т. 2, М., 1974.
Д. Я. Суражский.
Урановые слюдки
Ура'новые слю'дки, группа минералов, водных фосфатов и арсенатов уранила (UO2 )2 + , для которых характерна хорошо выраженная слюдоподобная спайность в одном направлении и пластинчатая форма кристаллов. Общая формула А (UO2 )2 (XO4 )2 ·nH2 O, где А – H3 O, Na, К, Ca, Ba, Cu, Mg и др., а Х – Р или As. Содержит около 30 минеральных видов, главные минералы – торбернит и отенит . В основе кристаллической структуры У. с. – слои, состоящие из дискретных уранильных групп (UO2 )2 + и фосфатных или арсенатных тетраэдров [РО4 ]3- , [AsO4 ]3- ; между слоями находятся катионы А, координированные молекулами воды. По степени гидратности У. с. подразделяются на т. н. основные формы с n = 8 и больше (ряд торбернита) и метаформы с n = 8 и меньше (ряд метаторбернита). У. с. основные формы легко теряют часть воды, переходя в метаформы. Преобладающая окраска жёлтая, зелёная, реже розовая (слюдки с Со и Mn). Для У. с. характерны перламутровый блеск, твёрдость 2–2,5 (по минералогической шкале) и плотность 3200–3600 кг/м 3 . У. с., не содержащие Cu, Fe, Pb, Со, Mn, отличаются сильной люминесценцией. Радиоактивны; легко растворяются в кислотах. Все У. с. – гипергенные минералы, особенно характерные для зоны окисления урано-сульфидных месторождений. Входят в состав урановых руд .
Лит.: Соболева М. В., Пудовкина И. А., Минералы урана. Справочник, М., 1957.
Л. Н. Белова.
Урановые сплавы
Ура'новые спла'вы, сплавы на основе урана ; применяются в качестве ядерного горючего в металлических тепловыделяющих элементах . Использование чистого урана, имеющего 3 аллотропические модификации, ограничено из-за плохих механических свойств. У. с., подвергнутые термической обработке, отличаются от чистого урана значительно большими пределами прочности и ползучести, а также повышенной коррозионной стойкостью и меньшей склонностью к формоизменению изделий при колебаниях температуры и под воздействием облучения. Значительное улучшение свойств урана при введении др. элементов обусловлено образованием твёрдых растворов или интерметаллических соединений, которые при малых концентрациях добавок в большинстве случаев упрочняют металл в результате дисперсионного твердения.
Элементы, входящие в состав У. с., должны обладать минимальной величиной сечения захвата нейтронов, что позволяет уменьшать загрузку в реактор обогащенного урана. Особое внимание уделяется совместимости сплавов с материалом защитной оболочки при рабочих температурах, а также их обрабатываемости.
У. с. условно делятся на 2 группы. В первую группу входят сплавы с элементами, обладающими малой растворимостью в a-, b- и g-фазах урана: Al, Be, Fe, Si, Ta, Cr и др. Вторая группа – сплавы с элементами, обладающими большой растворимостью в g-фазе: Nb, Zr, Ti, Pu, Hf – полная взаимная растворимость; Mo, V, Re и др. – растворимость более 10% (ат.).
В сплавах на основе природного или малообогащённого урана с небольшим содержанием добавок при закалке получается мартенситная структура пересыщенного твёрдого раствора a-фазы. Структура g-фазы получается закалкой У. с. с относительно высоким содержанием добавоколо Такие сплавы хорошо сохраняют механическую прочность при повышенных температурах, отличаются коррозионной стойкостью в воде при высоких давлениях и температурах; изделия из них не изменяют формы и размеров при облучении. Наибольшее практическое значение имеют двойные и тройные сплавы главным образом с Mo, Zr, Al, Nb, Cr. Введение около 3% (по массе) Mo позволяет полностью избежать образования Р-фазы; в сплавах, содержащих более 7% (по массе) Mo, легко фиксируется метастабильная при комнатной температуре g-фаза, имеющая объёмноцентрированную кубическую решётку и изотропные свойства. Zr в количестве 1–2% (по массе) приводит к значительному упрочнению урана и понижает скорость ползучести, а добавка 1,5–2% (по массе) Nb повышает радиационную стойкость сплавов U – Zr.
Сплавы U – Al (на основе высокообогащённого урана) используются для изготовления тепловыделяющих элементов т. н. дисперсионного типа. Большой интерес представляют сплавы, содержащие менее 35% (по массе) U. Структура таких сплавов состоит из частиц UAl3 , окруженных оболочкой из Ual4 . Для стабилизации фазы UAl3 в сплав вводят до 3% (по массе) Si. Такие сплавы хорошо удерживают газообразные продукты деления и имеют высокую радиационную стойкость.
У. с приготовляют либо путём совместного восстановления фторидов и окислов урана и др. компонентов сплава металлическим кальцием или магнием (при малых содержаниях добавок), либо плавкой и литьём, а также методами порошковой металлургии (при значительных содержаниях добавок).
Лит.: Кутайцев В. И., Сплавы тория, урана и плутония, М., 1962; Емельянов В. С., Евстюхин А. И., Металлургия ядерного горючего, 2 изд., М., 1968; Сокурский Ю. Н., Стерлин Я. М., Федорченко В. А., Уран и его сплавы, М., 1971.
В. К. Кулифеев.
