铀是放射性物质,那么铀矿开采时,矿工是如何防护的呢?

1996年,年轻的宋学文捡到一条“金属链”,还没等到下班,他就出现了腿脚逐渐腐烂等症状。

经过一番治疗,宋文学的双腿无奈被高位截肢,左小臂也被截断,这是什么情况?

原来宋文学捡到的“金属链”,是某工厂不慎遗失用于工艺探伤的伽马放射源,此物具有强大的辐射性,又因为宋学文没找到失主,又着急上班的他,就暂时将“金属链”放进了裤兜里,之后他还努力询问周围同事“是否丢失金属钥匙链”,但谁曾想,悲剧就这么发生了。

言归正传,铀235是原子弹的主要核原料,其辐射污染达到了骇人听闻的地步,详细参考美国投放在日本的两颗原子弹,那么矿工在开采铀矿时,又是如何保护自己的呢?为什么有人敢赤手拿“黄饼”?

本文将对“铀”进行一份全面剖析,争取让朋友们一文读懂。

铀矿是如何形成的?

铀的原子序数为92,高于金(元素)的79,密度为19.1克/立方厘米,是一种具备放射性的重元素,但比金轻。

之所以用金来对比,是因为二者都是超新星爆炸的产物,甚至铀的含量比金更低,但在地球表面,就已探明的数据来看,铀的含量是金的500倍以上。

这是因为地球形成之初,大地还是熔融状态,金元素因为较重,所以沉入地心,以人类目前的科技,无法开采,而铀元素因为较轻,而且很容易被氧化,最后生成各类矿石,所以大多停留在地球表层,也就是我们如今说的“铀矿”。

目前铀含量最高的矿物为沥青铀矿,主要成分为氧化铀,次要成分为稀土跟一些矿物质,此外还有晶质铀矿、钛铀矿、铀石、硅钙铀矿、铜铀云母、钙铀云母、钒钙铀矿等等,这些跟本文关系不大,故此一笔带过。

铀矿是如何开采的?

铀矿的开采方式主要有露天开采、地下开采和原地开采,至于到底选择哪种方式,主要取决于矿床的类型跟铀矿周边地理环境。

露天开采:工作人员直接用炸药跟机器,强行创造一个大矿坑,接着矿工们将铀矿运走,最后把铀矿从废矿中挑选出来。

地下开采:矿工通过矿井进入地下,在坑道内开采铀矿,此法对于矿工而言,有较高的危险性。

原地开采:此法不需要开采大块矿石,而是将特制溶液注入矿石中,这样就能把铀跟矿石分离开来,最后溶液再导回专业容器中,不过这种方法多用于位于岩石跟含水层之间的铀矿。

铀矿是如何加工的?

浓酸、碱或过氧化物溶液倒入被粉碎的铀矿碎石中,这样做的目的就是为了将铀分离出来,最后会得到一种70%~90%浓度的氧化铀粉末,这种黄色状粉末也就是我们俗称的“黄饼”。

氧化铀难溶于水,所以需要用氢氟酸来跟它再次进行化学反应,接着会生成六氟化铀(UF₆)气体

此时,作为六氟化铀(UF₆)中铀235的浓度只有0.7%,而用于核电站发电的铀235浓度标准要达到3.5%以上,如果要成为核武器的核原料,其浓度至少要高达85%。

所以在得到六氟化铀(UF₆)气体后,下一步就是提纯铀235。

绝大多数国家采用的都是气体离心法,简而言之就是把六氟化铀(UF₆)气体注入离心机中,接着离心管围绕着轴心,以超高速度进行旋转,在此过程中,较重的铀238会被甩向管壁,较轻的铀235则会留在中心区域。

当铀235浓度提高后,专业人员会将铀235继续转化成固定粉末,接着进行压缩,最后被制作成核燃料芯块。

铀到底有什么危害?

铀作为放射性物质,它在衰变过程中会释放出电离辐射,电离辐射可以把不带电的原子转变成正电荷的离子,简而言之就是细胞突变,任何生物长期暴露在高强度电离辐射中,体内的细胞就受到损坏,甚至会致癌,接着就是死亡。

比如放射性物质镭进入人体后,它可以取代钙元素的位置,最终导致人体的骨骼逐渐坏死。

铀在衰变过程中,会释放出α射线、β射线和γ射线。

α射线中的α粒子跟氦原子差不多,具备质量大速度慢的特性,不过α衰变连一张纸都无法穿透,自然也就无法穿过人体表层皮肤,所以α射线对人体,几乎不会造成什么危害。

β衰变会产生高速电子流,其速度接近于光速,而且穿透性远超α粒子,所以光靠人体的皮肤,是没法阻挡β粒子的,但只要一块薄铝板,就能把β粒子给拦下来。

以上两种射线粒子的危害性还不算大,最可怕的是γ射线。

γ射线能轻松穿过薄铝板,厚铅板也不在话下,当γ射线进入人体后,它就会大肆破坏人体细胞,从而引发一系列细胞突变,最严重的情况就是死亡。

铀矿石是否具备超强辐射性?

上世纪50年代,我国开始全面勘察天然铀矿,如果没记错,第一块铀矿石是在广西发现的,并且这块铀矿石还被第一时间送给现场高层观看,从侧面也反应出,天然铀矿石的辐射危害较低。

其实天然铀矿石在衰变过程中,偶然性释放的是α射线,上面讲过,α射线连一张A4纸都没法穿透,所以对人体基本没什么危害。

据研究发现,铀238的半衰期为44.68亿年,铀235的半衰期为7.04亿年,正常一公斤铀矿石的辐射剂量为0.02毫希,跟一块夜光手表差不多。

铀矿石被开采出来后,接着会被加工成黄饼,这些粉末状物质的放射性仍然较低,只需要穿好一般防护级别的工作服即可。

那么在铀矿开采时,是不是可以不用穿防护服?

其实不然,因为铀矿的α、β射线虽然危害较低,但仍有少量的γ射线,第一块铀矿石给高层拿去观看,就说明铀矿石无害,这种推论严格意义上来讲不太准确,因为短时间接触剂量较小的γ射线,并不会对人体有什么危害。

但矿工不同,他们长期跟铀矿石接触,如果不做防护准备,长此以往,身体大概率会落下病根。

此外,最危险的不是铀矿石的γ射线,而是氡气。

铀在衰变过程中会产生镭-226,而氡气又是镭-226的直接产物,氡的半衰期只有3.8235天,具备极强的危害性,人体一但超标吸入氡气,必然会产生一系列健康问题。

所以如今各部门为了保障铀矿矿工的健康安全,除了需要创伤防护装备之外,矿洞内还需要配备复杂的通风系统,严格的国家每天都要对相关区域进行氡气检测。

结语

综上所述,铀不管浓度高低,都会释放辐射,但因为铀矿石浓度极低,加上铀的半衰期极长,所以辐射危害较低。

只是矿工需要长期跟铀矿石接触,所以必然要穿上能阻挡β、γ射线的防护装备,此外,铀矿石的衰变衍生物氡气才是最容易忽视的有毒物质,因此,有关部门需要在矿洞内配备通风系统,以此保障采矿工人的生命健康。

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铀是放射性物质,那么铀矿开采时,矿工是如何防护的呢?

1975年,黑龙江有一个山头,种什么都不长,这个山头别说植物和树木了,鸟都绕着飞,当时有人上报了以后来了一批人,穿着铅块做的衣服拿着一个盒子,盒子里面装的东西谁也不知道。当时从事工作的人每天都能吃2个鸡蛋,和牛奶,工资也是一天十多块钱,一个当地农民好奇,就把盒子里装的东西偷走了,晚上查对的时候发现了,直接惊动最高层了,毕竟东西珍贵不说危险性还非常大,后来找到这个农民的时候,他已经把密封的盒子打开了,里面装的是检测轴况的反应棒,当时上级指示要着重办理这个事,但是教授说用不着了,这么密切接触已经宣判了他一家的死刑。一个多星期后他一家就相继去世,当时造成的轰动还是比较大的。

我们都知道,轴是制作原子弹的核心材料,但其实自然界中的轴辐射量非常低,所以开采的时候,只要做好适当的防护,什么问题都不会发生的!

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01.铀的放射强度不大,还没有夜光手表放射性高

铀的放射性强度其实不是很大,根据研究发现,人在衣服兜里放着一块一斤重的铀矿石,和手上戴着的夜光手表所带来的辐射差不多,因为铀矿天然是有颜色的,早些年铀还会被用作调色剂来制作陶瓷,彩色玻璃中也有铀的添加物,所以说铀在我们日常生活中,出现的频率其实还是比较高的。

一般来说,天然铀的半衰期非常长,因此放射性也非常低,而且其衰变的过程中主要释放的是α射线,穿透力不是非常强,穿透力强的射线是γ射线,α射线是氦原子的质子核,一张A4纸都能阻挡射线穿透,正常只要穿衣服就带手套就可以防止穿透,此外在矿洞里一天接受的辐射量都没有做一次CT的辐射量大,所以开采天然铀矿石的时候,根本不需要太大的防护,只要穿橡胶制成的衣服裤子鞋,佩戴口罩就可以了。

02.铀的半衰期非常长,提纯以后浓度高的轴才会非常危险

我们所说的具有高辐射性的东西,其实都是提高浓度后的铀,像武器级别的铀浓度需要达到90%以上,而自然界中铀矿石的轴含量只有0.7%,只要不是一直无障碍接触,都是非常安全的。

自然界中99.284%的天然铀都是铀-238,少量的铀是铀-235,铀的半衰期都非常的长,像铀-238的半衰期是44.68亿年,而铀-235半衰期是7亿年。如此长的半衰期放射性非常低,带夜光的手表放射性都比天然铀矿石放射性强,有的大理石放射性都非常强,所以现在都推荐使用人造大理石。

03.辐射高危险性大的轴,是需要提炼的

很多人可能并不知道,我国第一颗原子弹提取工作都是由农民完成的,1958年的中国核工业才刚刚开始,比较正规的铀矿提取工厂都没有建设,但是当时对铀的渴望非常强烈,没有办法就只能通过土办法提取。

当时的二机部部长宋任穷知道研究单位需要2吨的二氧化铀做实验,只能让三局想办法,三局也没有办法啊,就只能在广东用土办法提炼。

土办法炼铀,其实就是把铀矿石经过一系列的方法提炼,苏联专家告诉咱们,弄20个大木桶,直径2米高两米,然后把铀矿石装里面以后,倒入硫酸,铀就会浸出来。虽然过程比较简单,但是当时都是有工作服的,戴口罩穿橡皮制作的衣服和手套,废水也要用石灰和木炭搅拌后再存放。当时一共有20多个省份都在进行土法提炼,共提取了163吨原材料,为我国第一颗原子弹的研发赢得了时间。

那时候人们的保护意识并不大,但是依然没有多少人受伤,可见纯度不高的铀依然放射性很低。

04.整个提取铀的过程,辐射都不是很高

天然铀矿开采出来以后,第一步就是要变成“黄饼”,通过用水煮铀矿石和硫酸的添加物,可以得到重铀酸铵,颜色发黄,这种情况下的粉状黄色物体,铀浓度都不是很大,可以直接用手接触。

黄饼提纯以后,会送到工厂继续加工,有专门的浓缩铀的工厂,加工后叫做六氟化铀,再用离心机提纯以后,烧成陶瓷那样的块,这一步叫做铀瓷芯,直径是1厘米,高度也是1厘米,形状是圆柱体。

几百个这样的铀瓷芯堆积在一起,装在锆合金材料制作成的管子里,制作成长度4米直径1厘米的燃料棒,这个时候其实辐射也不是很大,也可以直接用手接触的。

总之,没有经过反应的二氧化铀原料其实就像煤块一下,直接用手接触啥事没有,因为纯度不高危险并不大,但是一旦在反应炉里产生了反应,那放射性就会加大,会产生很多半衰期非常短的元素,这个时候只要接触几乎就完蛋了。

总而言之,铀矿石的辐射量非常低,矿工只要穿戴整齐佩戴口罩即可,之所以佩戴口罩,还是怕粉尘吸到身体里,毕竟直接辐射到内脏,还是有一定风险的。

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经过大家的指正,文章中的错别字已经更改完毕啦。

铀是放射性物质,那么铀矿开采时,矿工是如何防护的呢?

铀是放射性物质,那么铀矿开采时,矿工是如何防护的呢?

铀矿开采时确实有辐射,但铀矿的辐射并没有想象的可怕,500g左右的铀矿石,每天所辐射量就跟戴一块夜光手表差不多。以前铀还作为一种调色剂用来制造着色玻璃,对于这个产生的辐射您完全无需担心!

几种铀矿石,是不是很漂亮?

当然有这样的防范意识无疑是优秀的,因为放射性的危害看不到,摸不着,当感觉到的时候已经极其危险了!当一般放射性危害与半衰期有关系,半衰期越长,衰变速率就越低,比如U的几个同位素都是几亿年半衰期,你拿着纯U235在手里都没关系;但是如果是拿着半衰期几十年的纯Cs137没准当天就问题严重了!也就这些半衰期不长不短的污染物(Cs137就很典型)最麻烦,这些放射性元素单位时间放的射线会多一些,足够剂量的辐射健康即会有重大影响,但在百年内又无法衰变彻底,因此储存是一件比较麻烦的事情。半衰期比较短的放射性元素(几分钟或者几天)虽然能量释放率高,但是没几天就差不多了,所以这几天着重防护就好啦!

半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间,如下为常见放射性元素的半衰期:

特别需要注意的是并非经过两个半衰期所有辐射都将消失。放射性衰变是一种概率,每经过一个半衰期,初始原子会消失50%,即辐射的危险会降低一半,但还能延续很多个半衰期。只要还有最后一个原子没衰变,放射性就不可能完全消失。不过一般来说,在经过30个半衰期后,辐射已减至原来的十亿分之一,基本无法被探测到,即可认为已经没有危害。当然半衰期也不是一定的,比如碘的半衰期为8天,并不是一过8天原子数量就会减少50%,半衰期只是一种平均现象而已!

不过却不能因为如此就放松对铀放射性的危害,铀矿开采中应该小心的是氡的辐射,在铀缓慢衰变为铅的过程中,会产生氡。由于氡222的半衰期只有3.8天,所以它的辐射很强烈。其衰变产物会粘附在各种表面上,如果进入呼吸系统,便会粘附于肺部,增加患肺癌的几率。所以,在开采铀矿时要保持良好的通风。需要注意的是,氡气也是一种重要的室内空气污染物,不知道您有没有发现,现在装修房子的大理石是不是用得越来越少了?就是因为氡的原因!

铀是放射性物质,那么铀矿开采时,矿工是如何防护的呢?

1999年日本茨城县的一家核燃料处理厂,一名工人在进行铀的纯化步骤时,由于操作失误导致严重的核泄漏事故,导致厂区内213名工人受到核辐射。

由于这名工人距离核泄漏最近,受到的辐射最多,紧急送往医院后,医生检查出他体内的23对染色体,已经破裂的支离破碎。

不仅如此,这名工人的免疫力不断下降,皮肤开始脱离,死亡的细胞开始流入体外,用医用胶布的话,每一次都会撒下一大块皮肤,只能贴上纱布,尽可能阻止体液渗出。

在医院进行治疗的这段时间,他体内的细胞多次发生病变,细胞完全失去了自我修复功能皮肤每日都在溃烂。在住院后的第83天,这名工人的心脏永远的停止了跳动。

我们知道,铀是核裂变反应的主要元素,是制造原子弹的核心元素,提纯之后的铀235具有很强的放射性。那么,矿工在开采铀矿的时候,会不会被辐射伤害到?他们又是如何防护的呢?

接下来,让我们一同探讨下这个话题。

自然界的“玫瑰花”—铀矿石

如果一块铀矿石摆在普通人面前,人们很难想到这块美丽的石头是制造原子弹的核心材料,不知道的,还以为这是一块天然的宝石。(如下图)

天然的铀矿石,主要以绿色、黄色、红色为主,在自然界中,很难看到如此鲜艳的矿石。正因为它有着如此绚丽的色彩,铀矿石也被人们称为自然界的“玫瑰花”

也正因为如此,以前人们会将铀作为一种调色机,制造出好看的铀玻璃。在19世纪末到20世纪初,欧洲的工匠们将铀玻璃雕刻和切割成精美的玻璃艺术品。

在当时,这种颜色鲜艳的铀玻璃艺术品,很受欧洲贵族的追捧。

铀矿石是如何开采的?

在我国,铀矿的储量少,规模小,品质低,我国并不是世界上主要的产铀国。世界上主要的产铀国是澳大利亚、哈萨克斯坦、俄罗斯、美国、南非等国家。其中,澳大利亚是世界上铀矿储量最多的国家。

我国的铀矿通常划为四大类型,即花岗岩型、火山岩型、碳硅泥岩型、砂岩型。其中,储量最多的以砂岩型为主。

我国对铀矿的开采主要有两种方式,一种是传统的工程掘进开采,另一种是地浸开采

第一种、工程掘金开采。主要应用在硬岩型铀矿上,将矿工和各种机械设备送入到井下或矿洞中,一边四处挖掘一边开采。这种开采方法和其它固体矿产开采方式基本相同。

第二种、地浸开采。主要应用在砂岩铀矿。将配置好的化学试剂,顺着钻井注入到含铀的矿层中,与铀矿发生化学反应,溶解矿床中的铀。随后像抽水一样,将含铀的溶液抽出来,送到回收车间进行离子交换、淋洗、沉淀、压滤、干燥。

这种方法最大的好处是绿色环保,对环境的污染小。

铀矿石有没有放射性?它对人体的危害大么?

首先需要确定一点,铀矿石确实有辐射,但它的辐射对人体的危害很小。有研究表明,即使随身携带一块铀矿石一年的时间,人体所遭受的辐射剂量,比去医院做一次X光胸透低很多

天然铀矿石中主要含有铀238和铀235,这两种铀的半衰期分别是44.68亿年7.04亿年,如此长久的半衰期,让铀矿石没有想象中的那么毒。

最主要的是,铀矿衰变的时候主要放出的是阿尔法粒子,而不是伽马射线。而阿尔法粒子的穿透性非常的差,只需要一张纸就可以完全挡住。

在这里给大家举一个例子,还记得电影《红海行动》里提到的“黄饼”么?"黄饼"是从粉碎后的天然铀矿石经多种溶液萃取、沉淀而来,也是核燃料生产过程中必需的一种中间产品。人体在不做任何防护的情况下,是可以把“黄饼”捧在手里的。

提纯之后的“黄饼”都可以捧在手心里,由此可以想象铀矿石的放射量有多低。

看到这里,估计很多人会说,既然铀矿石的放射量这么低,那么铀矿开采的时候,矿工是不是就不用做防护了?恰恰相反,矿工在开采铀矿时,依然要做到重重防护

铀矿开采时,矿工是如何防护的?

首先我们要知道,开采铀矿的矿工是在一个密不透风的矿井内工作,虽然铀的半衰期很长,但矿井内铀矿的储量十分巨大,总体的放射量还是比较大的

其次,铀矿在衰变过程中,会释放氡气,氡的半衰期只有3.8天,具备很强的放射性。氡气一旦被矿工吸入体内,会破坏人体的呼吸系统造成辐射损伤

还有就是,矿工是长年累月在井下工作的,这项工作一干就是十几年,甚至几十年的时间。时间一长,即便铀矿的放射量再低,难免也会对矿工造成身体上的损伤。

所以对矿工而言,在开采铀矿的时候,需要穿戴整齐,减小皮肤裸露在空气中的面积,最主要的是矿工佩戴口罩或者防尘面具,防止氡气或者铀矿粉尘进入体内。

说在最后

原始的铀矿石虽然具有放射性,但它的放射剂量并没有人们想象的那么高。开采铀矿的矿工,或多或少都会受到辐射,但是这种辐射都是在人可接受范围之内的,并不会让身体产生病变。

但即便如此,矿工每次进入矿井,也要做到必要的防护措施,尤其是矿坑内的氡气和铀矿粉尘,是对矿工危害最大的因素。

铀是放射性物质,那么铀矿开采时,矿工是如何防护的呢?

谢邀!

天然的铀没有危害,但是人造的铀有危害。因为人造铀含有大量X 射线、射线、电子和化学毒物等有害物。

居里夫人就是一直生活在这些 X 射线、射线、电子和化学毒物的影响下,不幸罹患白血病也不算特别意外。

铀是放射性物质,那么铀矿开采时,矿工是如何防护的呢?

很高兴能够看到和回答这个问题,作为一个悟空问答爱好者,我每天都在关注各个方面的消息,每天收获也蛮多的。下面我将根据自己的经验认真回答这个问题。

铀是放射性物质,那么铀矿开采时,矿工是如何防护的呢?

在日常生活中,我们一般不接触高辐射和强放射性物质。然而,开采这些矿石的探矿者在开采过程中最有可能接触到各种放射性物质,也是最需要保护的人。众所周知,铀是一种放射性物质,那么矿工和探险者在铀矿开采过程中如何做好保护工作呢?

首先,在做防护之前,我们应该知道铀是什么放射性物质。铀放射性。辐射的主要作用是加速生物细胞的分裂,裂变细胞的数量将继续增加。这个问题对人体有害。当细胞分裂到一定程度并突破极限时,就会在人体内产生一种不良症状,这就是癌症。简而言之,铀辐射可能导致人类癌症。然而,在衰变期的前半段,铀石对人体的辐射不如手机辐射那么强,也就是说,铀石本身对人体不会造成太大伤害,而且还有其他直接不良反应的原因。

第二,尽管铀具有放射性,但放射性不是很强。一般来说,开采时,天然铀矿开采的比例相对较大。这种天然铀原料被称为铀238。还有少量的铀235,其放射性比原始铀矿略高,但两个铀矿的半衰期都相对较长,达到数亿年。其中,天然铀的衰变周期将更长,达到40多亿年。因此,由于铀衰变循环的特点,铀辐射相对较弱,对人体本身影响很小。

其次,在开采铀矿时,要做好防护工作,避免吸入有害气体氡。对于探测器来说,铀矿物的辐射效应可以忽略,但最重要的是要注意氡的有害气体。氡是由铀矿石的衰变产生的。氡在衰变过程中扩散,附着在各种表面,几乎难以清除。

然而,一旦气体被人体吸入,就会附着在呼吸系统,尤其是肺表面,增加肺部疾病的机会。换句话说,探测器和矿工在开采铀矿时必须注意最好的保护,以避免吸入氡气。当你感到不适时,及时去看医生,把生命安全放在第一位。

最后,根据国家对探险者的要求,他们工作时必须穿完整的工作服。因为采矿是一个有一定风险的职业。尚不清楚在采矿过程中会产生什么有害气体和物质。为了确保这些工人的安全,保护工作是采矿前最重要的一步。根据国家规定,所有进入矿井的人员必须穿完整的工作服。

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