دانلود مقاله اورانیوم

بخشی از مقاله

مقدمه :
پراکندگي و گسترش کاني‌ها در پوسته زمين تصادفي نيست و مشخصاً توسط عوامل زمين شناسي فيزيکو شيميايي و ترموديناميکي کنترل شده‌اند. بدين ترتيب زمين شناسان با استفاده از دانسته‌هاي خود راجع به اين عوامل و نقش تعيين کننده آنها در متمرکز ساختن عناصر در نواحي مختلف و پديده‌هاي زمين شناسي در گذشته و حال و رابطه آنها با هر عامل قادرند با سعي و تلاش و تجزبه و تحليل داده‌هاي خود مناطق مستعد و داراي پتانسيل‌هاي معدني را شناسايي کنند و يک الگوي منسجم و کارآيي در اختيار مهندسان اکتشاف معدن قرار دهند.
از طرف ديگر مهندسين اکتشاف با بهره‌گيري از داده‌هاي ژئوفيزيکي مثل بررسي داده‌هاي گاماي طبيعي چاههاي اکتشافي در آنومالي‌هاي احتمالي اورانيوم و يافتن همبستگي اين داه‌ها با عوامل زمين شناسي کنترل کننده و مؤثر در محيط ميزبان و سنگهاي درونگير ، و يا ارتباط بين داده‌هاي ژئوشيمي مختلف يا هاله‌هاي ژئوشيميايي ، و يا ارتباطات سني سنگهاي ميزبان با خصوصيات ژنتيکي و منشاء ذخاير اورانيوم قادر خواهند بود حتي ذخاير نهفته و ناپيدا را نيز پيش بيني کنند.
امروز عناصر راديو اکتيو از نقش و اهميت روز افزوني برخوردار مي‌باشند به طوريکه اين عناصر به ويژه اورانيوم از جايگاه ويژه‌اي در زمينه مسائل سياسي نظامي ، توليد انرژي ، اقتصادي ، پزشکي و کشاورزي برخوردار است. دارا بودن تکنولوژي استفاده و پالايش اين عناصر به ويژه اورانيوم در بسياري از موارد سياسي نظامي مي‌تواند يک برگ برنده محسوب شود. در زمينه توليد انرژي بايد اذعان داشت که با دارا بودن تکنولوژي پالايش اين عنصر مي‌توان به يک منبع بزرگ و عظيمي از انرژي دسترسي پيدا نمود زيرا انرژي حاصل از 1 کيلوگرم اين عنصر (اورانيوم) معادل انرژي حاصل از احتراق 3000 تن ذغال سنگ مرغوب و آنهم از نوع آنتراسيت است.
در زمينه جايگاه انرژي حاصل از اورانيوم بايد گفت اين انرژي به همراه انرژي حاصل از سوختهاي سنگواره‌اي نظير گاز و ذغال سنگ در زمره انرژيهاي تجديد ناپذير جاي مي‌گيرد که با بهره‌برداري و استخراج از آنها اين منابع رو به منقصان و کاهش مي‌نهند عناصر راديو اکتيو طبيعي متعدد هستند واز آن ميان مي‌توان به اورانيوم 235-238 ، توريوم 232 ، استرنسيوم 87 ، پتانسيم 40 ، کربن 14 و غيره اشاره نمود. از آنجا که از بين عناصر راديو اکتيو امروزه اورانيوم از نقش و اهميت بسزايي برخوردار است موضوع بحث ما در اينجا اين عنصر خواهد بود.
فصل اول : شناخت اورانيوم
1-1- پيشينه اورانيوم
در سال 1789 شخصي به نام Klaprothe داروساز و پروفسور شيمي دانشگاه برلين هنگام تحقيق بر روي ميزان پچبلند از سنگ معدن کوههاي ساکسوني کشف کرد. در ابتدا نام آنرا اورانيت گفتند ولي در سال 1790 به نام اورانيوم برگرفته از سياره اورانوس بود. در سال 1842 دانشمندي بنام peliget متوجه شد که جسم قبلي در حقيقت يعني اکسيد اورانيوم بوده ، لذا توسط احياء اورانيوم تتراکلريد آبدار با فلز پتاسيم در يک محفظه بسته پلاتيني فلز اورانيوم خالص را تهيه نمود.
در دورانهاي قبل از اورانيوم و سنگهاي معدني اورانيوم براي تهيه راديوم استفاده مي‌شد طوري که مندليف نيز اورانيوم را در گروه جدول تناوبي با کرم موليبدن و تنگستن در يک طبقه بندي قرار داد. زيرا اورانيوم به عنوان يک محصول فرعي راديو محسبو مي‌شد.
(cay) در سال 1896 Henre Bequerel دانشمند فرانسوي در هنگام مطالعه روي پديده فسفر سانس ، مقداري اورانيوم را روي قطعات فيلم عکاسي که با ورقه‌هاي سياهي پوشيده شده بود قرار داد. پس از چندي متوجه شد که فيلمها همگي سياه شده‌اند. که اولين موضوع در تابش انرژي از اورانيوم ناميد.
در دهه 1930 دانمشندان به بررسي ساختمان داخلي اتمي عناصر از طريق مطالعه و بمباران اتمهاي عناصر توسط ذرات نوترون استفاده کردند. که شاخه جديدي در فيزيک بنام فيزيک هسته‌اي بوجود آمد. بعد از ان دانشمندان آلماني موفق به شکافت هسته اورانيوم شدند. که در نهايت در 1942 Decemher اولين راکتور هسته‌اي توسط Enried Fermi و تعدادي از دانشمندان در شيکاگو امريکا ساخته شد.
2-1- مواد راديو اکتيو :
مواد راديو اکتيو موادي هستند که تعداد نوترونهاي آنها بيش از 5/1 برابر تعداد پروتونهايشان باشد. مواد راديو اکتيو که بيشتر در طبيعت يافت مي‌شوند عبارتند از : اورانيوم ، توريوم ، پتاسيم ، روبيديم ، اکتينيوم که در طبيعت نا پايدار بوده و دائماً در حال متلاشي شدن و تغيير مي‌باشند.
3-1- شناخت اوليه اورانيوم
در جدول تناوبي مندليف اين عنصر در گروه چهارم و در دوره هفتم جاي دارد و در گروه آکتنيدها مي‌باشد مشخصات شيميايي آن بدين شرح مي‌باشد :
عدد اتمي 92 ، چگالي 9/18 ، دماي جوش 3818 ، دماي ذوب 1405 ، علامت شيمايي U ، وزن اتمي 08/238 ، الکترونگاتيومي 2/1 ، ظرفيتهاي آن 3، 4 ، 5 ، 6
علامت اختصاري U
عدد اتمي 92
وزن اتمي 238.07
وزن مخصوص 190.7
چگالي
نقطه ذوب 1989oc
نقطه جوش 3818oc
گرماي ويژه 0.1156j/grco
هدايت حرارتي 26.8w.moc
فازهاي جامد
الکترو نگاتيوي 2/1
رنگ سفيد نقره‌اي براق
جدول 1 : خواص فيزيکوشيميايي اورانيوم
4-1- پيشينه اورانيوم در ايران :
در سال 1955 يک کارشناس فرانسوي بنام Barian به همراه کارمندان ايراني زمين شناسي در ضمن بررسي‌ها براي رساله دکتراي خود موفق به کشف تعدادي از کانيهاي اورانيوم دار گرديد که اين مطالعات در نواحي شمال شرقي و شمال آذربايجان ، ايران مرکزي و شمال شرق البرز و ساير نواحي ايران بوده است.
اين بررسي‌هاي اوليه باريان و زمين شناسان ايراني موجب شد تا از طرف فرانسه گروهي از زمين شناسان اورانيوم به ايران عزيمت نموده و مطالعات دامنه‌داري را در نواحي مختلف ايران انجام دهند و پيشنهاداتي را براي اکتشاف و بهره‌برداري از اورانيوم ايران ارائه دادند.
در سال 1970 Klaroth انرژي اتمي فرانسه طي قرار داد با دولت ايران به دنبال همکاريهاي قبلي از طريق سازمان گسترش صنعت و نوسازي ايران با نظارت کارشناسان زمين شناسان کشور آمادگي خود را براي انجام يک سلسله مطالعات سيستماتيک براي پوشش سراسري ايران از طريق مطالعات راديومتري براي اکتشاف اورانيوم اعلام نمود که اين مطالعات اولين بار بطور مدون در حوزه کرمان انجام گرفت. زيرا در اتبدا تصور مي‌شد که به علت وجود تشکيلات ماسه سنگي مربوط به رسوبات مردابي ژوراسيک پيشين و نيز وجود رخسارهاي fluial که مربوط به سازنده‌هاي لياس و دوگر بود و شباهت اين رخسارها با طبقات ذغالي و ماسه سنگي و تشکيلات کورو متعلق به پالئوزوئيک در افريقا دارند ، گروه اکتشافي را ترغيب به بررسي‌هاي همه جانبه جهت شناخت لايه‌هاي پرتوزائي داراي اورانيوم در منطقه کرمان تا زرند و کوههاي نريگان انجام گرفت.
که نتايج اين مطالعات تنها در شمال شرقي کرمان در ناحيه‌اي به نام خانوک در طبقات ماسه سنگي و کنگلومرائي قرمز و خاکستري به همراه کاني سازي مس در يک محيط اکسيدان و احياء مشاهده شد در اين ناحيه کاني سازي اورانيوم بصورت عددي‌هاي خاکستري مايل به قرمز در قاعده دوره کرتاسه صورت گرفته است.
در سري بعدي مطالعات در جنوب طبس در ناحيه عباس آباد آئار کاني سازي توويوم به صورت مونازيت در ماسه سنگهاي تشکيلات دونين شيستو ملاحظه گرديد.
5-1- آنومالي‌هاي راديوکتيويته ايران :
مهمترين اين آنومالي‌ها عبارتند از گورچين حوزه تلخه رود ، زرگاه اطراف سراب ، خارک ، قشم ، مراغه ، سرخان لو ، آلودچان ، خراسان لو ، باستان در آذربايجان ، ساعتد گچين ، انارک ، کاله کافي ، عروسان ، خسرق جازموريان ، طالمسي ، مسن کني توناليت کوههاي شيور داغ ، دچان ، معدن فيروزه نيشابور ، عباس آباد طبس ، خانوک در شمال غربي حوزه کرمان ، خمور بيابانک .
1-6- اورانيوم و انواع ترکيبات آن با اکسيژن
اورانيوم در گروه تنگستن قرار گرفته ولي عملاً خواص شيميايي آن متناوب از اين عنصر مي‌باشد. به عنوان مثال اورانيوم بصورت ترکيب با کمپکلهاي گوناگون از ساير عناصر ظاهر مي‌شود که به دليل ميل شديد به تشکيل يونهاي کمپکس در محلول آن مي‌باشد. اورانيوم داراي خاصيت lithophile مي‌باشد يعني با گوگرد S ترکيب کم و در عرض ميل شديدي به ترکيب شدن با اکسيژن را دارد.
در نتيجه اورانيوم فلزي بطور طبيعي ---- نمي‌شوند و بصورت کانيهاي اکسيدي و يا غکهاي اکسيژن‌دار در طبيعت يافت مي‌شوند.
اورانيوم 6 ظرفيتي پايدارترين نوع است که موجب تشکيل يون اورانيل و نمکهاي اورانيل مي‌گردد. که اين غکها به رنگ زرد مايل به سبز بوده و توانايي فلورسنتي را داراي مي باشند.
عيار حذا اورانيوم 11. اگر در تن مي باشد. که در شرايط احيائي بسيار کم تحرک و در شرائي اکسيد کننده بسيار پر تحرک و در محيط هاي خنثي تا قليايي بسيار زياد مي‌باشد.
اکسيدهاي اورانيوم پايدا نقش مهمي در تکنولوژي توليد اورانيوم را ايفا مي‌کنند که u+4 و u+6 متداولترين حالات اکسيداسيون اورانيوم در طبيعت مي‌باشند و کانيهاي اورانيوم محتوي u+4 اوليه هستند که عمل متاميکتيزاسيون در آنها صورت مي‌گيرد اين کاني‌ها تيره رنگ ، غير محلول بوده و فاقد خاصيت فلوئورسانس مي‌باشند.تمامي اين اکسيدهاي شناخته شده به شرح ذيل مي‌باشند :
1. منو اکسيد اورانيوم uO
2. دي اکسيد اورانيوم :
در طبيعت بصورت بلورهاي اورانيت يافت مي‌شود که به دو صورت تهيه مي‌شود :
الف ) تجزيه حرارتي نمکهاي اورانيوم در محل بدون هوا
که واکنش‌هاي تجزيه حرارتي توليد دي اکسيد اورانيوم به شرح زير مي‌باشد :


دي اکسيد اورانيوم در محلول‌هاي بازي پراکسيد هيدروژن حل شده و تشکيل پراورانات مي‌دهد ،

ب) احياء پراکسيدهاي بزرگتر در درجه حرارت زياد به وسيله گازهاي احياء کننده واکنش‌هاي اين روش بدين شرح است :




3- تري اکسيد اورانيوم يا اکتوکسيد
اکتوکسيد براي بدست آوردن نمکهاي خالص اورانيوم محصول حد واسط مي‌باشد و واکنش تري اکسيد اورانيوم با آب هيدراتهاي زير ار حاصل خواهد کرد :

اين هيدراتها در درجه حرارت بين 50 تا 300 درجه سانتيگراد بصورت محلول هستند و در مقابل درجه حرارت پايدار مي‌باشند.
تري اکسيد اورانيوم در مقابل اسيدها بصورت باز وارد واکنش مي‌شود يعني داراي خاصيت آمفوتري است در نتيجه کاهش آنها نمکهاي اورانيل با رنگ زرد مايل به سبز نمايان مي شود اين ماده به راحتي و حلال‌هاي کربناتي حل مي‌شود.
4- تري اورانيوم اکتااکسيد :
اين ماده را در درجه حرارت 900-500 درجه سانتي گراد در حضور هوا با اکسيد کردن فلز اورانيوم به وسيله سوزاندن يا کلسيناسيون نمکها يا اکسيدهاي بزرگتر يا کوچکتر آن انجام مي‌دهند. ممکن است به رنگها سياه ، سبز تيره ، سبز کم رنگ باشد. در آخر اين قسمت لازم به ذکر است از دو گروه اورانات‌ها و اورانيلها که جزء گروههاي اصلي اورانيوم مي‌باشند نام ببريم.
1-6-1- اوراناتها و اورانيل ها
اورانات‌ها داراي فرمول مي‌باشند. نمکهاي پلي اورانيک و منواورانيک ، اورانات ناميده مي‌شوند. همه اورانات‌ ها در آب نامحلولند اما در اسيدها حل مي‌شوند و به رنگهاي روشن از قبيل قرمز ، قهوه‌اي ، نارنجي ديده مي‌شوند و داراي خاصيت فلوئورسانس نيز مي‌باشند.
سري اورانيل‌ها شامل يون مي‌باشند. خيلي پايدار بوده و کمتر جانشيني در آنها صورت مي‌گيرد و کانيهاي اورانيوم اين سري به رنگ زرد رنگ يا سبز مي‌باشند.
7-1- بررسي راديواکتيويته اورانيوم
مدت زماني که طول مي‌کشد که نصف اتمهاي اوليه به اتمهاي ثانويه تبديل شود را نيمه عمر گويند. اورانيوم نيز مانند ساير عناصر راديو اکتيو براي رسيدن به حالت تعادل و تبديل شدن به يک عنصر پايدار تلاش مي‌کند. در اين تلاش هسته‌اي اورانيوم يک سري پرتوزائي صورت مي‌گيرد. اين اشعه هسته‌اي بصورت امواجي از هسته اتم ساطع مي گردد. هسته‌هائي که چنين امواجي از خود ساطع مي‌کنند راديواکتيو گويند. در اين هسته‌ها تعداد پروتون و نوترون و نسبت آنها متعادل نيست هسته‌هاي ناپدار در عناصري مانند : راديوم ، توريوم و اورانيوم به وسيله ساطع کردن اشعه‌هاي حاوي ذرات مي توانند به حالت پايدار در بيانيه اين سري پرتوزائي‌ها در عنصر اورانيوم عبارتند از :
1-7-1- اشعه آلفا
اين اشعه از جنس هليوم است که داراي ذرات نسبتاً سنگيني مي باشد که از هسته عناصر راديواکتيو مثل اورانيوم ساطع مي شود. اشعه مي‌تواند تا حدود in1 اينچ در هوا نفوذ کند و توسط يک صفحه کاغذ يا پوست بدن انسان متوقف شود که بصورت غير قابل حل يا قابل حل در بدن باقي مي‌ماند که اثرات مخرب فراواني را در شش‌ها به جاي مي‌گذارد.
2-7-1- اشعه بتا :
اين اشعه از جنس الکترون بوده و از هسته بعضي عناصر راديو اکتيور مثل و ساطع مي‌گردد. اين اشعه تا چندين متر در هوا و تقريباً اينچ در بافتهاي بدن نفوذ مي‌کند ، که قابليت نفوذ آن از اشعه بيشتر مي‌باشد. صفحات نازک آلومينيوم يا تکه‌هاي چوب به قطر يک اينچ مي‌توانند جلوي عبور اين اشعه را بگيرند. در مورد اورانيوم غني شده حساسيت کار به مراتب بيشتر است.
3-7-1- اشعه گاما :
اين اشعه از جنس امواج الکترومانيتيک با فرکانس بالا مي باشد و از عناصر راديواکتيو مانند و ساطع مي‌شود. اين اشعه داراي قدرت نفوذ بسيار بالا مي‌باشد و تا چندين سانتي‌متر در سرب نفوذ مي‌کند. براي کنترل اين اشعه از ديوارهاي بتوني و يا ديوارهاي سربي فشرده همراه با مايعات خاص استفاده مي‌شود.
4-7-1- اشعه نوتروني :
نوترونها از نظر الکتريکي خنثي بوده و قابليت نفوذ آنها مانند تشعشعات گاما زياد مي‌باشد و عمل حفاظت در مقابل اين نوع اشعه توسط ديوارهاي مخصوص بتني ، قشرهاي ديوارهاي سربي و آب انجام مي‌گيرد.
اثراتي که پرتوهاي راديواکتيو در برخورد با مواد گوناگون برجاي مي‌گذارند عبارتند از :
1. اثر شيميايي : مثل اثر نور بر امولسيونهاي حساس فيلم عکاسي که در ساختمان دستگاههاي مخصوص به نام راديوگرافي کاربرد دارد.
2. اثر لومينسانس : اين پديده در ساختمان سنگهاي scintillomuter کارائي دارد. و در طي آن در اثر برخورد اشعه گاما به کريستال ---- و سديم نوري توليد مي کند که توسط فتوگاتد به جريان الکتريکي تبديل مي‌شود.
3. اثر يونيزاسيون : اين مسئله در اکتشاف عناصر راديو اکتيو کاربرد دارد که پرتوهاي راديو اکتيو باعث يونيزه شدن برخي گازها مي‌شوند و در شمارندهاي گايلر به کار مي‌رود.
8-1- ايزوتوپ‌هاي اورانيوم :
اورانيوم موجود در طبيعت شامل سه ايزوتوپ مي‌باشد ولي تا به حال 13 ايزوتوپ مختلف آن شناخته شده است و اولين اسپکتوگرافي جرمي که حضور را در طبيعت ثابت کرد توسط Dempster در سال 1935 انجام گرفت. عدد جرمي اورانيوم شناخته شده در طبيعت از 227 تا 240 مي‌باشد که به غير از سه ايزوتوپ ذکر شده بقيه آنها بصورت مصنوعي انجام مي‌شود. اين ايزوتوپها پايدار نبوده و با انتظار پرتوهاي طي واکنش‌هاي پيچيده به عناصر با هسته سبکتر تبديل مي‌شوند.
جدول4-1: ثوابت راديواکتيويته در ايزوتوپهاي اورانيوم طبيعي
Amountin Natural
Uranium (%) Half Life
(years) Energy
(meV) Type Mass NO.
0.005
4.76
234
0.71
4.52
235
99.28 4.21
238

اورانيوم 238 پايدارترين ايزوتوپ اورانيوم مي‌باشد که نيمه عمر آن 6 10*51/4 سال مي‌باشد و طي واکنش هاي زنجيره‌اي فروپائي يار به در نهايت به سرب تبديل مي‌شود :

ايزوتوپ حدود 3/99 درصد کل ايزوتوپهاي اورانيوم را در پوسته زمين تشکيل مي‌دهد. اورانيوم 235 تنها ايزوتوپي از اورانيوم است که از لحاظ انرژي هسته اي داراي اهميت مي‌باشد و هسته آن توسط راآکتورهاي موجود دنيا قابل شکستن مي‌باشد. کنستانتره اورانيوم حاوي 1٪ مي‌باشد و بقيه آن شامل مي باشد که توسط فرآيندهاي غني سازي از غني مي‌گردد تا قابل استفاده در رآکتور گردد.
9-1- کانيهاي مهم حاوي اورانيوم :
با توجه به داشت صد تا نوع از اورانيوم‌هاي موجود در معادن شناسايي شده و مورد مطالعه قرار گرفته‌اند ولي از ميان آنها فقط چند نوع ارزشمند مي باشد. کليه معادن اورانيوم‌ حاوي سرب pb مي باشند. اورانيت که در پگماتيتها يافت مي‌شود معمولاً به مقدار اندکي در آنها وجود دارد که از نظر اقتصادي قابل توجه نيست. از ديگر کانيهاي مهم اورانيوم کوفينيت مي‌باشد که در دشتهاي کلرادو يافت مي‌شود. حالت اکسيداسيون اورانينيت قابل تغيير است و ترکيب واقعي بين و است.
در جدول 6 نيمه عمر ، ثابت تلاشي (راديواکتيويته) و حالت تلاشي سريهاي تلاشي مربوط به مواد راديواکتيو داده شده است. (از 1970 –Gasparini P., Adams J.A.S ) [2]
نام ايزوتوپ نام کلاسيک نيمه عمر
ثابت تلاشي

حالت تلاشي اوليه ملاحظات

Uranium I
uranium
Uranium

24.10days
1.175 min


انتقال ايزومتريک به

Uranium Z
Uranium II
Ionium
Radium
Radon
Radium A 6.75 h

1602 yr
3.8223 days
3.05 min

تلاشي دوگانه : به و به

Radium B
Astatine-218
Radium C 26.8 min
2sec ~
19.7 MIN
0.85 ~


تلاشي دوگانه: به و به

Radium C
Radium C
Radium D
1.32 min
22.0 yr

تلاشي دوگانه : به و به

Radium E 5.013 days

تلاشي دوگانه : به و به

Radium F
Radium G 138.4 days
پايدار
------

1-9-1- مهمترين کانيهاي اورانيوم‌دار اوليه عبارتند از :
اوراني‌نيت
فرمول آن و مقدار اورانيوم در آن حدود 5/46٪ تا 25/88٪ مي‌رسد. رنگ آن سياه تا خاکستري مايل به سبز است جلاء آن نيمه فلزي ، سختي آن 6 تا 4 وزن مخصوص آن 9 تا 9/10 گرم بر سانتي‌متر مکعب ، کليواژ ندارد ، سطح شکست صدفي ، سيستم تبلور کوبيک ، محل پيدايش در گرانيتها ، سينيتها و پگماتيتها ، و در رگه‌هاي هيدروترمال کانيها همراه آن عمدتاً عبارتند از ميکا ، گالن ، موليبدنيت ، فلوئوريت ، پيلوملان ، تورمالي نيت.
پيشبلند
فرمول اين کاني و مقدار U در حدود 5/46٪ تا 25/88٪ است اين کاني شکل متراکم کاني اوراني نيت به شمار مي‌رود سيستم تبلور کريستالوگرافي مي‌باشد. وزن مخصوص آن در حدود 9-6 گرم بر سانتي‌متر مکعب است.
پيشبلند عمدتاً در رگه‌هاي هيدروترمال به ويژه در مرحله مزوترمال ( حرارت و فشار متوسط ) در سنگهاي آذرين و سنگهاي رسوبي دگرگون شده يافت مي‌شود.
پيشبلند عمدتاً همراه کانيهاي نظير ترکيبات آهن ، مس ، کبالت ، سرب ، نقره ، و بيسموت همراه است و حضور اين ترکيبات و کانيها نشان دهنده خوبي براي نحوه تشکيل کانيهاي اورانيوم‌دار به ويژه پيشبلند است.
کانيهاي گانگ همراه آن عبارتند از : کوارتز ، کربناتها ، فلوريت ، باريت ، ولي کانيهاي کوارتز ، کليست و دولوميت فراوانتريت اين گانگها به شمار مي‌روند.
تشکيل پيشبلند در رگه‌هاي هيدروترمال ناشي از وجود فضاهاي خالي در درون سنگها است که محلولهاي داراي عناصر تشکيل دهنده اين کاني‌ در داخل اين فضاهاي خالي تشکيل مي‌شود ، تشکيل آن با تغيير و تحول سنگهاي دربر گيرنده و ميزبان همراه است که در اصطلاح به آن آلتراسيون ALTRATION يا دگرسان شدگي نام نهاده‌اند و از انواع اين آلتراسيونها مي‌توان به هماتيتي شدن کائوليتيتي شدن ، کلريتي شدن ، سرسيتي شدن و سيليسي شدن اشاره نمود.
داويدايت
فرمول اين کاني مي‌باشد و مقدار U در آن حدود 7-10٪ است اين کاني داراي رنگ قهوه‌اي تيره تا سياه مي‌باشد و جلاي آن از شيشه‌اي تا نيمه فلزي متغير است سختي آن طبق جدول موهس (Mohs) در حدود 6-5 است. وزن مخصوص آن در حدود 5/4 گرم بر سانتي‌متر مکعب مي‌باشد. هنگامي که اين کاني در معرض هوازدگي قرار مي‌گيرد کانيهاي حاصل از هوازدگي آن که رنگ زرد خواهند داشت عبارت خواهند بود از کارنوتيت (Carnotitc) و تيومايونيت (Tyuyamunite) داويدايت در رگه‌هاي هيدروترمال به ويژه در درجه حرارت و فشار بالاتر از تشکيل پيشبلند تشکيل مي‌شود. کانيهاي همراه آن عبارتند از ايلمنيت (FeTio3) بيوتيت کوارتز کلسيت ارتوز آنتراسيون ناشي از جايگزيني و تشکيل آن در سنگهاي ميزبان عمدتاً کلريتي شدن choloritization و سريستي شدن Sericitization مي باشد.
داويدايت کمتر به صورت کاني خالص ديده مي‌شود و اکثر کافي ايلمنيت به همراه آن يافت مي شود.
کوفي نيت :
فرمول اين کاني است. رنگ آن سياه مي‌باشد خيلي دانه ريز است جلاي الماسي دارد و به صورت توده‌اي در شکستگيهاي نامنظم و بدون قاعده ديده مي‌شود.
وزن مخصوص آن در حدود 5 گرم برسانتيمتر مکعب است سختي آن در حدود 6-5 مي‌باشد کوفي نيت عمدتاً با مواد کربناته دانه ريز همراه است وجه مشخصه اين کاني در فيلد (Field) صرفا از روي سختي آن مي‌باشد.
2-9-1- مهمترين کانيهاي اورانيوم دار ثانويه
کارنوتيت
فرمول اين کاني مي‌باشد و مقدار U در آن در حدود 5/35٪ تا 55٪ است رنگ آن زرد و روشن – ميکروکريستالين – پودري سيستم تبلور : منوکلينيک سختي در حدود 3-2 وزن مخصوص در حدود -5-7/4 گرم بر سانتي‌متر مکعب ، نيمه اوپاک جلا : خاکي – فاقد خاصيت فلوئورسانس – کمي در اسيدها حل مي شود.
از خصوصيات مهم اين کاني اين است که تقريباً 20 کاني ثانويه اورانيوم دار نيز به همراه آن ديده مي‌شود که تعدادي از اين کانيها عبارتند از تيويامونيت tyuyamunite توربرنيت Torbernite اتوفيت autonite اورانوفان uranophane ديگر کانيهاي ثانويه اورانيوم دار عبارتند از : اکسيدها ، کربناتها ، آرسناتها و اناداتها سيليکاتها. در نهشته‌هاي کارنوفيت مهمترين فلزات همراه عبارتند از : مس ، سرب ، روي ، و منيزيم ، چوبهاي سيليسي شده ويا کربناته در ايالتهاي متالوژي مي‌توانند نشانه خوبي براي تشکيل اين کاني در اين ايالتها باشند.
همانطوريکه گفته شد اين کاني ، کاني ثانويه بوده و احتمالاً ناشي از رسوب گذاري آبهاي سوپرژنيک يا فرو رو مي‌باشد و به صو رت اشباع در ماسه سنگها ديده مي‌شود همچنين به صورت يک ورقه نازک در سطح کانيها و سنگهاي هوازده اورانيوم دار اوليه نيز ديده مي‌شود. آنچه که در رابطه با اين کاني مي‌توان گفت اين است که اگر در کانسار اين نوع کانه وجود داشته باشد به واسطه دارا بودن توريوم در پروسه تغليظ بايد تحت عمل روستينگ قرار مي‌گيرد. اين عمل از يک سو سبب بهبود خواص فيزيکي کانه و از طرف ديگر تحريک لازم براي اتمها و مولکولها را فراهم مي‌آورد. که کيفيت اين پديده و توضيح آن از عهده اين بحث خارج است.
تيويامونيت
فرمول اين کاني مي‌باشد. ملاحظه مي‌شود که ترکيب شيميايي آن مشابه ترکيب شيميايي کارنوتيت است از خاصيت فلوئور سانس ضعيفي برخوردار است و رنگ آن اندکي سبز تر از کارنوتيت مي باشد ولي از ديگر جهات خواص فيزيکي و شيميايي آن مشابه کارنوتيت است. کانيهاي همراه آن عبارتند از : توربرنيت ، کارنوتيت ، که عمدتاً در درز و شکافها و شکستگيهاي ايجاد شده و آهکها ، شيلها و دولوميتها يافت مي‌شوند.
توربرنيت
فرمول اين کاني است. رنگ آن سبز زمردي ورقه ورقه مي‌باشد سختي آن حدود 3-5/2 بوده واز وزن مخصوصي در حدود 3/3 گرم بر سانتي‌متر مکعب برخوردار است. جلاي آن مرواريدي است. فاقد خاصيت فلوئورسانس بوده و در اسيدهاي قوي حل مي‌شود.
اين کاني‌ از عمومي ترين کانيهاي اورانيوم دار ثانويه به شمار مي‌رود که به همراه کانيهاي اوليه‌ اورانيوم دار در مناطق اکسيداسيوني ديده مي‌شود. به علاوه اين کاني در مناطق اکسيداسيوني که مس به صورت محلول در محيط وجود دارد نيز تشکيل مي‌شود.
کانيهاي راديواکتيو همراه آن عبارتند از : تيوتامونيت ، اتوفيت Autoniter و کانيهاي غير راديواکتيو همراه آن عبارتند از : کانيهاي رسي ، ليمونيت ، کوارتز ، پيريت ، سولفورهاي مس.
اتونيت : Autumin
فرمول اين کاني مي‌باشد مقدار U در آن حدود 1/56٪ تا 3/48٪ است رنگ : زرد روشن – خاصيت فلوئورسانس به رنگ زرد مايل به سبز ، سيستم تبلور : تتراگونال. سختي 5/2 – 2 کليواژ : کامل ، وزن مخصوص 2/3 گرم بر سانيتمتر مکعب ، نيمه شفاف ، جلاء شيشه‌اي تا صدفي رنگ خاکه آن ، بيرنگ تا زرد پريده يا سبز است. به صورت يک لايه نازک در سطح کانيها و سنگهاي اورانيوم دار ديده مي‌شود. اين کاني محصول اکسيداسيون اوراني نيت و پيشبلند به شمار مي‌رود و مي‌تواند همچنين از گوميت و اورانوفان نيز مشتق شده باشد.

جدول 5-1 : کانيهاي مهم حاوي اورانيوم /5و8/
نام کاني ترکيب وزن مخصوص
سختيmohs رنگ نام منطقه يا کشور
آتونيت Autunite 3-3.2 2-2.5
برانريت Branerite اکسيدهاي
4.5-5.3 4.5
کارنوتيت Carnotite
4.1 1-2 زرد کلرادو
ديويديت Davidite اکسيدهاي
4.46 6 مشکي استراليا
متاآتونيت Meta autunite
3-3.2 2 زردمايل به سبز فرانسه
متاتوربرنيت Meta torbernite
3.68 2
پارسونسيت Parsonsite
6.23 2
پيروکلر Pyro cholore
4.2-4.6 5-5.5
ساليت Saleeite
<3.3 2-3
توکليت Thucholite هيدروکربن‌ با
1.5-2 3.5-4
توربرنيت Torbernite
3.2-3.5 2-2.5 سبز ساکسوني
اورانوسريسيت Urano ciricite
3.5-4 2
اورانينيت
پچبلند Uraninite
Potchblend
6.5-10.6 5-6 مشکي
مشکي آرندال-نروژ
جمهوري‌کنگو
اورانوفان Uranophane
3.8-4 2-3 زردمايل به سبز جمهوري کنگو
اورانوتوريت Uranothorite
4.1-4.4 4.5-5
کوفينيت Coffinite
6-5 مشکي کلرادو

10-1- کاني‌سازي اورانيوم :
1- کاني‌سازي اورانيوم و در رسوبات ماسه سنگي و کنگلومرائي
2- کاني سازي اورانيوم در نهشته‌هاي ذغال دار
3- کاني‌سازي اورانيوم در رسوبات فسفاته
4- کاني سازي اورانيوم در رسوبات قاره‌اي و گنبدهاي نمکي
5- کاني سازي اورانيوم در رسوبات و خاکسترهاي آتشفشاني
6- کاني سازي اورانيوم در سنگهاي آتشفشاني اسيد تا متوسط
7- کاني سازي اورانيوم در گرانيت‌هاي الکالن و گرانيتهاي مربوطه
8- کاني سازي اورانيوم در رخساره‌هاي نوع متاسماتيت کربناته
فصل دوم : ژئوشيمي ، ذخاير و کانسارهاي اورانيوم
1-2- ژئوشيمي اورانيوم : Geochemistvy of uranirm
کلارک اورانيوم در پوسته جامد زمين تقريباً در حدود 6-8 10*5/2٪ است و کلارک آن برابر کلارک کبالت ، سرب ، موليبدن مي‌باشد و کلارک آن بيشتر از کلارک آنتيموان ، بيسموت ، جيوه ، نقره و طلا است.
از طرفي عنصر اورانيوم ، يک عنصري است با قدرت تحرک و mobitity بسيار زياد که به واسطه‌دارا بودن چنين خاصيت ، بندرت منابع بزرگ از اورانيوم را داريم که اين منابع نيز در تحت شرايط خاصي از نظر ليتولوژي ساختار سنگهاي در برگيرنده و چينه شناسي آنها بوجود آمده‌اند.
عنصر اورانيوم ، عنصري ليتوفيل مي‌باشد و به همين دليل بيشتر با سنگهاي آذرين اسيد بستگي دارد و به مناسبت داشتن شعاع يوني بزرگ در محلول هاي باقيمانده پگماتيتي و گرماي حرارت بالا متمرکز مي‌شود يا بعبارت بهتر :
در مراحل اوليه تبلور ماگماي گرانيتي و در محيط احياء کننده ترکيبات 6+U به صورت محلول هاي ايزومورف وارد کانيهاي تشکيل دهنده سنگ مي‌شود و از اين رو فراواني اورانيوم در گرانيتها بسيار زياد مي‌باشد و ميزان آن از تزريقات اولي تا آخري افزايش حاصل مي‌کند. در مراحل نهايي تبلور ماگماي گرانيتي با افزايش پتانسيل اکسيداسيون به u+6 تبديل شده و پس از محلول شدن توسط محلول‌هاي هيدرونرمال منتقل مي‌شود و اورانيوم در اين حالت به صورت کمپلکس‌هاي کربنات اورانيل و گاهي بصورت سولفات ، سيليکات و ساير ترکيبات اورانيل مي‌باشد. در نهايت اين محلولها با از دست دادن گاز خود و ترکيب شدن برخي از اين محلولها با يکديگر و تغيير در اسيديته تغيير در درجه حرارت و فشار و اثر متقابل محلول و ديواره سنگها ترکيبات چهار ظرفيتي اورانيوم را بوجود مي‌اورند که با رسوب اين ترکيبات کانساري هيدرونرمال اورانيوم که از عمده‌ترين ذخاير انيدوژنيک اورانيوم هستند بوجود مي‌آيد.
اولين مرحله تمرکز اورانيوم در پديده‌هاي ماگمايي و در درجه حرارتهاي بالا و متفاوت صورت مي‌پذيرد. يعني سنگها آذرين اولين محيطهايي هستند که قادرند با توجه به شرايط مناسب ژئوشيميايي ، اورانيوم و ساير عناصر پرتوزا را در خود بوجود آورند. اورانيوم بدليل شعاع يوني بزرگ و بالا بودن باريوني ، در سنگ‌هاي آذرين اسيدي متمرکز مي‌گردد.
پراکندگي ژئوشيميايي اورانيوم در سنگهاي آذرين با توجه به نسبت اسيدي بودن سنگها و مقدار سيليس موجود در آنها متفاوت است و اين بخش در قالب معيار کلارک تعيين مي‌گردد.
مثلا سنگهاي گرانيتي و پگماتيتي و همچنين رخساره‌هاي ولکانيکي اسيدي – پتاسيک بالاترين کلارک اورانيوم و سنگهاي گابرويي و بازالتي کمتري مقدار را در رده بندي مذکور دربر مي‌گيرند. بعد از تمرکز اوليه اورانيوم در درجه حرارت بالا ( بيش از 700 درجه سانتيگراد) مرحله جايگزيني اين عنصر در شرايط ترموديناميکي و تثبيت آن در طي مراحل تکاملي تبلور کانيها بر اساس تحولات شيميايي است.
در شرايط تقليل درجه حرارت بين 400 الي 100 درجه يعني تأثير محلولهاي گرمايي و حتي کمتر از آن ، رگه‌هاي حاوي اکسيدهاي اوليه اورانيوم ، و سپس در مراحل بعدي و حرارتهاي عادي رگه‌هاي حاوي کانيهاي ثانوي تشکيل خواهد گرديد و نهايتاً ماده معدني اورانيوم ، کانسارها و ذخاير اقتصادي را در سنگهاي مختلف مثل سنگهاي گرانيتي آلکالين و پرآلکالين يا رگه‌هاي گرمايي و000 بوجود مي‌آورد.
در اين نوع محيط‌هاي ماگهايي کاني‌هاي متشکله دستخوش تغييرات در مراحل مختلف مي‌گردند که تحت عنوان آلتراسيون (دگرساني) شناخته مي‌شوند که از آن جمله متاسوماتيسم يا دگرگوني در اثر جانشيني مي‌باشد.
اين پديده در آمفيبوليتها و اپي سينيتهاي ساغند بخوبي ديده مي شود ولي با وجود گسترش چشمگير توده‌هاي گرانيتي در ايران ، محيط‌هاي مناسبي براي تجمع اورانيوم بوجود نيامده است. زيرا عدم وجود شرايط مناسب فيزيکوشيميايي ، حرارتي ، دانه بندي آلتراسيون و بالاخره تکامل متالوژنتيکي سبب گرديده تا در طول کيلومترها توده عظيم باتوليتي ، بجز تعداد محدودي ، شرايط براي تشکيل کانسار اورانيوم مناسب نباشد.
اورانيوم در مراحل تحول و شرايط اکسيداسيون بتدريج سنگ مادر خود را رها کرده و به سمت حوضه‌هاي رسوبي تغيير محل مي‌دهد و کاني سازي‌هاي وسيعي را در سنگهاي رسوبي بوجود مي‌اورد که اين سنگها به عنوان سگ ميزبان مي‌توانند در مجاورت سنگ مادر بوده و يا کليومترها از آن دور باشند.
در صورت وجود شرايط مساعد و فاکتورهاي لازم در حوزه‌هاي رسوبگذاري اين نوع رخساره‌ها مي‌توانند در ايران ، در حوز‌ه‌هاي عروسان ، جندق و رسوبات کنگلومرايي حوزه جازموريان و به طول کلي رسوبات دلتايي و معابر قديمي پر شده از رخساره‌هاي سيلابي دوران گذشته ، ميزبان مناسبي براي تجمع اورانيوم باشند.
يکي ديگر از عوامل اصلي تمرکز دهنده اورانيوم وجود اندام‌هاي آلي گياهي و شرايط اکسيداسيون و احيا در حوزه‌هاي رسوبي است ، رسوبات دلتايي مردابي حاوي رگه‌هاي زغال ، شرايط مناسبي را براي متمرکز اورانيوم مي‌توانند بوجود آورند مانند ناحيه زغالي معدن چشمه گل در شرق خراسان ، که در اين نوع شرايط قرار گرفته‌اند.
يکي ديگر از محيط هاي مناسب تجمع اورانيوم در سنگهاي دگرگوني مي باشد. در ايران امکان وجود چنين محيطهايي بمراتب از دو حالت قبلي کمتر است. مگر در حالتهاي خاص که دگرگوني توأم با التراسيون‌هاي مناسب باشد.
از ديگر محيطهاي تشکيل اورانيوم ، تمرکز آن در محيطهاي رواني و نفت‌ها مي‌باشد و بطور کلي وجود اورانيوم در نواحي تجمع مواد هيدروکربوري مانند :
نفت ، آسفالت ، قير و غيره موجبات نفوذ اورانيوم را از سنگهاي ماگمايي به حوزه‌هاي نفتي در شرايط احياي آلي فراهم مي‌سازد. اين محيط‌ها اورانيوم را به جاي اکسيد شدن و فرار از حوزه‌هاي مواد هيدروکربور ، به صورت احيايي در خود نگه مي‌دارند و انگيزه بسيار جالبي را در خصوص اکتشاف و استخراج اورانيوم از منابع نفتي فراهم مي‌سازند.
در حوزه هاي نفتي ايران بخصوص در مناطق جنوب زاگرس بدون شک پتانسيلهاي حائز اهميتي از اين فلز پر ارزش وجود دارد که به عنوان محصول جانبي مي‌توان آن را از منابع نفتي کشور مورد بهره‌برداري قرار داد. و بالاخره تمرکز اورانيوم در محدوده فعاليتهاي دياپيرهاي نمکي و حوزه‌هاي تبخيري اطراف آنهاست که آثار کاني سازي وسيعي از تمرکزهاي اورانيوم را به صورت اکسيدها و کاني‌هاي ثانوي در گنبدهاي نمکي جنوب ايران مي‌توان مشاهده نمود.
1-1-2- ژئوشيمي اورانيوم در محيط ثانوي
مطالعات نظري تفضيلي همراه با مشاهده هاي صحرايي گسترده ، ژئوشيميدانها را قادر به تشريح عوامل کنترل کننده تحريک اورانيوم در محيط ثانوي کرده است.
اساساً ژئوشيمي اورانيوم را مي‌توان برحسب شکل احيا شده فقط در شرايط PH کمتر از 3 که مي‌تواند تمرکز قابل توجهي به شکل کمپلکش فلوئوريد در آبهاي زيرزميني احيايي پيدا کند ، مشاهده کرد.
از آنجا که شرايط ياد شده به ندرت در محيط‌هاي طبيعي وجود دارد ، اورانيوم چهار ظرفيتي اصولاً به صورت کانيهاي اورانينيت 1 و کافينيت 2 وجود د ارد گرچه تيتانيت اورانيوم دار با برانديت اهميت محلي دارد.
پايداري اورانيوم در محيط ثانوي ، به وسيله هاستتر و گادنرولانگ مؤيد بررسي شده است و شکل دامنه پايداري اورانينيت را نمايش داده و به روشني نشان مي‌دهند که بر هم کنش بين اورانينيت و آبهاي زير زميني با آب باران ، باعث اکسيد شدن کمپلکسهاي اورانيل مي‌شود. ماهيت دقيق کمپلکسهاي اورانيل غالب ، موضوع بحث است.
انحلال پذيري کانيهاي اورانيل در بيشتر شرايط به ترتيب کاهش انحلال پذيري عبارت است از : واناداتها > سيليکاتها > فسفاتها و آرسناتها > سولفاتها > کربناتها
در نتيجه بيشتر کانيهاي اورانيل معمول ، واناداتها ( کارنوتيت ، بنويامونيت) فسفاتهاي گروه اتونيت و سيليکات اورانوفان هستند.
يونهاي اورانيل افزون بر آنکه به شکل فازهاي کاني‌هاي مجزا نهشته مي‌شوند با جذب سطحي از محلول نيز مي‌توانند جدا شوند. مواد آليها ، رسها ، زئوليتها و هيدروکسيدها و اکسي هيدروکسيدهاي آهن ، جذب کننده‌هاي اصلي هستند.
مواد هيدروليک که از شسته شدن خرده گياهان بدست مي‌ايد مهمترين نوع مواد جذب کننده آلي است. در نتيجه ، اين گونه مواد موجب ايجاد محيطهايي با مقدار اورانيوم بالا و در ارتباط با تشکيل ذخاير يون اورانيل مي‌گردند. احيا شدن و تبديل اورانيل به يون اورانيوم چهار ظرفيتي با کندي بيشتري انجام مي‌گيرد و ممکن است از چندين عامل متأثر باشد. مواد آلي اغلب هم جوابي مکاني با ذخاير اورانيوم دارند اما خود از اورانيوم غني نيستند.
اين مطلب نشانگر آن است که جذب کننده‌هاي ديگر ممکن است مؤثر باشند. گيبلن بطور تجبربي نشان داده است که اورانيوم بر روي کائولينيت و به ويژه در PH بين 5/8 – 5/6 جذب سطحي مي‌شود.
اما از حذب يونهاي اورانيل به وسيله هيدروکسيدهاي سه ظرفيتي آهن آگاهي نداريم ولي وجود ليمونيت اورانيوم دار تأثير آن در جلوگيري از تحرک اورانيوم را نشان مي‌دهد.
روشن است که تحرک اورانيوم به تشکيل کانيهاي اورانيل و ياجذب سطحي مي‌تواند محدود شود. مشخصه بيشتر ذخاير رسوبي اورانيوم وجود اورانينيت و کافينيت بوده واز اين رو احيا شدن به يون اورانيوم چهار ظرفيتي ، جنبه مهمي از ژنز ذخيره است.
باوربر آنست که انواع گوگرد احيا شده ، مهمترين عامل احيا کننده است گرچه در مورد منشاء گوگرد اختلاف نظر وجود دارد ، برخي نويسندگان باور دارند که منشاء گوگرد احياي باکتريايي سولفاتهاست.
اورنيوم در محيطهاي اکسيدان محلول است. اما با توجه به مقادير و يا و ايجاد شرايط احيايي ، اورانيوم وجود در آبهاي اکسيدان فوراً به صورت احيا شده و از حالت محلول خارج مي‌شود.
جذب اورانيوم توسط اکسيدهاي آهن ، تينان منگنز فسفات و مواد آلي و رسها هم منجر به تجمع و ته نشيني اين عنصر مي‌گردد.
بطور کلي کانيهاي اورانيوم با توجه به شرايط PH محيط و مقدار Eh در اشکال مختلفي در محيطهاي سطحي ظاهر مي شوند که در اين شرايط ژئوشيميايي قادر به رسوبگذاري و ايجاد ذخاير و تمرکزات اورانيوم بصورت اقتصادي و يا غير اقتصادي هستند.
در شکل (9-1) حوزه‌هاي پايداري انواع کانيهاي اورانيوم در محيطهاي سطحي و در محيطهايي که کاني سازي اورانيوم بصورت ثانوي انجام مي‌گيرد ، بصورت نمودار PH-Eh رسم شده است. همانگونه که ملاحظه مي‌شود اورانينيت حوزه پايداري وسيعي را دارد و به همين دليل در ذخاير ثانوي کاني شاخص محسوب مي گردد.
2-1-2- ژئوشيمي رسوبات رودخانه‌اي
نمونه چيست و چگونه انتخاب مي شود ؟
بعضي از دستورالعملهاي مهمتر براي جمع آوري رسوبات رودخانه ، به احاطه بر ماهيت ذاتاً نامنظم نتايج کمک مي‌کند. آخرين رسوبات قرار گرفته در حاشيه آبهاي روخانه ، فرصت کمتري را براي از دست دادن عناصري با تحرک بيشتر ( اورانيوم ) از طريق هوازدگي يا افزايش احيا کنندگي فراهم مي‌کنند. اينها رسوبات فعال ناميده مي شوند که معمولاً در حالت اکسيدان قرار دارند. در مکانهايي که رود جريان ندارد رسوبات جديدي جمع آوري مي شود.
وقتي رسوبات برجا مرطوب نگهداشته مي‌شوند ، به ويژه اگر حاوي ذرات باشند ، مي‌توانند بصورت سايه‌هاي تاريکي از يک محيط احيايي تغيير رنگ بدهند. در اين حالت رسوبات قادر به پالايش و تصفيه فلزات متعدد از آب هستند. رسوبات فعال معمولاً کمتر از عمق 1 سانتي‌متر جمع آوري نمي‌شوند. در صورت انتخابي بودن ، تلاش براي جمع آوري رسوبات ريزتر انجام مي‌شود بجز در شرايط مخصوص ، نمونه‌هاي سرند شده و ريزدانه جدا مي‌شوند تا حداکثر کنتر است نابهنجار را فراهم کنند و مقدار متغير کم عيار شدن نمونه‌ها توسط کوارتز به حداقل برسد. اگر رسوبات يک رودخانه همگن باشند. نمونه‌اي از شش گراب 1 در فاصله‌اي به اندازه 10 برابر پهناي رودخانه بطور معمول کافي خواهد بود. وقتي رسوبات همگن نباشد بيش از 20 گراب توصيه مي‌شود که اين به درجه تغييرپذيري ، محيط زمين شناسي و عناصر تجزيه شده بستگي دارد. در رودخانه‌هاي کوچک فضاي بين گرابها حداقل 1 متر و ترجيحاً 3 متر بايد باشد تا ماهيت مشخص کننده نمونه را بهبود بخشد.
آماده سازي نمونه
توصيه مي‌شود که رسوبات روخانه در شب و تحت حرارت 85 درجه سانتيگراد خشک شوند ، در يک پاکت پلاستيکي قرار داده شده و با يک ضربه چکش قطعه قطعه مي‌شود. اين قسمتها از يک سرند 100 مش 150 ميليمتر غير فلزي گذشته ، با هم مخلوط شده و 25/0 گرم آن در 10 ميليم ليتر اسيد هيدروفلوئور و نيتريک 2 داراي نسبت 1:1 حل مي‌شود. سپس نمونه در يک ظرف دا خشک شده و با 50 ميلي ليتر از اسيد نيتريک 10 درصد مخلوط مي شود. جزئيات بيشتر اين تحليل توسط نيکولس 3 و همکاران مشخص شده است.
استفاده از عناصر
در يک برنامه مربطو به رسوب- رودخانه ، عناصر به عنوان شاخص‌هاي سازگاري و ناسازگاري انتخاب مي‌شوند. شاخص‌هاي منفي مفيد هستند چون مخلوط شدن ذاتي و اساسي محيطهاي ژئوشيميايي و فرآيندها ، باعث ناهنجاري کاذب اورانيوم مي‌شود.
يکي از مهمترين روشها براي يافتن منشاء يک نابهنجاري اورانيوم دسته بندي نتايج دونوع مختلف از برآوردها مي‌باشد. انواع گوناگوني از اسيدها استخراجي مي‌توانند به ترتيب کارآيي ، از برداشت تنها اتمهاي اورانيوم سطحي – پيوندي 1 تا انحلال اورانيوم شبکه اي – پيوندي کانيهاي مقاوم مرتب شوند.
همانطور که با آناليز تأخيري تخليص نوتروني 2 نشان داده شده است. حتي کاملترين روشهاي نمونه برداري از قبيل آنچه که بصورت تيپيک ( جدلو 1-3) استفاده شده ، ممکن است 60 تا 90 درصد از کل اورانيوم را در کاني‌هاي مقاوم بجا گذارد. بخشي از محاسبات مي‌تواند در دو روش متمايز جهت تعيين منشاء کاني شناسي اورانيوم موجود در نمونه بکار گرفته شوند.
تعدادي از عناصر ديگر تنها براي نشان دادن نابهنجارهاي اورانيوم مربوط به منابع نامناسب افزوده نمي‌شوند بلکه عناصر همراهي را نشان مي‌دهند که در سنگهاي منبع زمين شناسي مثل گرانيت ، سنگ آذرين مافيک ، سنگ آذرين فلسيک و رسوبات دگرگون شده و تعداد ديگر شرکت دارند. بعلاوه يک فرآيند فرا انتشاري مثل پالايش منگنز مشخص و شناخته مي‌شود.
3-1-2- ژئوشيمي خاک
نمونه خاک در نقشه برداري جزئي براي يافتن سريع يک رگه کوچک سطحي مفيد بوده و وقتي تهيه نمونه‌هاي ديگر مشکل باشد ، مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در نواحي کشاورزي بايد محتاطانه عمل کرد ، زيرا در آنجا با بارور شدن زمين از فسفات ، اورانيوم قابل توجهي به خاک و آب اضافه مي‌گردد.
روش نمونه برداري
انواع خاکها تغييرات جانبي شگفت انگيزي در راديو اکتيويته دارند. يک سنتيلومتر با رعايت اصول بهسازي نمونه که در ژئوشيمي خاک مورد بحث قرار گرفته ، در يافتن اهدافي که بيشترين راديواکتيويته را دارند. جهت نقشه برداري ، توصيه شده است. در صورت عدم حضور کنتر است داخلي راديواکتيو ، گرفتن يک نمونه با چند گراب 1 توصيه مي‌شود.
پتانسيل غير اقتصادي اورانيوم معمولاً جايي نشان داده مي‌شود که نابهنجاري‌هاي راديواکتيو خاک به دانه‌هاي سنگين شن مربوط مي شود.