Elemente Chimice - Uraniu[U]
Exista o singura utilizare traditionala a uraniului : pigment in sticla si ceramica . Adaugat in proportie de la 0,3 la 0,15% , uraniul confera sticlei o coloratie stralucitoare care merge de la negru la rosu . aceste sticle au fost clasificate in urmatoarele trei grupe :
- sticle fluorescente , care contin radicalul uranil , obtinut prin adaugarea uraniului in timpul fabricarii sticlei din soda , var si silice , in conditii oxidante ;
- sticlele contin uranati , nu sunt fuorescente ,iar culoarea lor variaza de la galben in silicati, puternic alcalini la portocaliu si rosu intens in sticla continand mult plumb;
- sticla nefluorescenta de culoare bruna sau verde contine saruri ale uraniului tetravalent adaugate in conditii reducatoare .
Oxizii uraniului pot fi incorporati usor in sticle silicatice , fosfatice sau cu continut de fluor , pana la 50% . Calitatea sticlei silicatice se imbunatateste prin adaugarea de uraniu in sensul ca devine mai insolubila in acizi si in soda caustica .
Pigmentii pe baza de uraniu sunt folositi de mult timp si in ceramica : nuante de galben stralucitor in portelanuri se obtine cu saruri de uraniu .
In industria chimica se utilizeaza catalizatori pe baza de uraniu , prima mentiune in acest sens apartinandu-i lui Fritz Haber care a sugerat folosirea carburii de uraniu drept catalizator la fabricarea amoniacului din azot si hidrogen . Utilizarea cea mai larga a uraniului in procesele de cataliza se intalneste insa la convertirea titeiului in gaze combustibile ( pentru uz casnic ) in prezenta de oxid de uraniu . de fapt catalizatorul consta dintr-un amestec de oxizi de nichel si de uraniu pe un suport de alumina si se caracterizeaza printr-o stabilitate foarte mare , posibilitatea de indepartare a sulfului din titei si rezistenta fata de depunerile de carbon . Firma Standard Oil of Ohio a elaborat si utilizeaza un catalizator pentru fabricarea acrilonitrilului din propilena .
Acelasi catalizator poate fi utilizatla fabricarea metacrilontrilului din izobutilena si pentru oxidarea propilenei la acroleina , aceasta ultima reactie fiind catalizata de altfel si de catre azotatul de uranil . Combinatiil chimice ale uraniului se folosesc si pentru cataliza dehidrogenizarii propanului la propilna . Catalizatorii pe baza de uraniu sunt folositi si in reactiile de polimerizare . Una din intrebuintarile de mare perspectiva se prevede pentru purificarea gazelor de esapament ale automobilelor . Catalizatorii pe baza de uraniu prezinta avantajul de a nu se combina cu plumb dun benzina si de a fi foarte putin afectati de catre sulf cau alte otravuri . De mentionay ca utilizare catalizatorilor pe baza de uraniu nu pune probleme de nocivitate radioactiva .
Au fost elaborate si cercetate numeroase aliaje continand uraniu. Metalele care formeaza solutii solide cu uraniul prezinta uninteres deosebit deoarece ele permit sa se imbunatateasca proprietatile mecanice si anticorosive ale aliajelor . Dar si adaugarea de cantitati reduse de metale de aliere poate conduce la btinerea unor aliaje cu proprietati deosebite . Cu toate acestea , uraniul nu prezinta avantajele evidente ca elemente de aliere in comparatie cu metalele mai putin costisitoare , ceea ce explica utilizarea sa relativ restransa.
- sticle fluorescente , care contin radicalul uranil , obtinut prin adaugarea uraniului in timpul fabricarii sticlei din soda , var si silice , in conditii oxidante ;
- sticlele contin uranati , nu sunt fuorescente ,iar culoarea lor variaza de la galben in silicati, puternic alcalini la portocaliu si rosu intens in sticla continand mult plumb;
- sticla nefluorescenta de culoare bruna sau verde contine saruri ale uraniului tetravalent adaugate in conditii reducatoare .
Oxizii uraniului pot fi incorporati usor in sticle silicatice , fosfatice sau cu continut de fluor , pana la 50% . Calitatea sticlei silicatice se imbunatateste prin adaugarea de uraniu in sensul ca devine mai insolubila in acizi si in soda caustica .
Pigmentii pe baza de uraniu sunt folositi de mult timp si in ceramica : nuante de galben stralucitor in portelanuri se obtine cu saruri de uraniu .
In industria chimica se utilizeaza catalizatori pe baza de uraniu , prima mentiune in acest sens apartinandu-i lui Fritz Haber care a sugerat folosirea carburii de uraniu drept catalizator la fabricarea amoniacului din azot si hidrogen . Utilizarea cea mai larga a uraniului in procesele de cataliza se intalneste insa la convertirea titeiului in gaze combustibile ( pentru uz casnic ) in prezenta de oxid de uraniu . de fapt catalizatorul consta dintr-un amestec de oxizi de nichel si de uraniu pe un suport de alumina si se caracterizeaza printr-o stabilitate foarte mare , posibilitatea de indepartare a sulfului din titei si rezistenta fata de depunerile de carbon . Firma Standard Oil of Ohio a elaborat si utilizeaza un catalizator pentru fabricarea acrilonitrilului din propilena .
Acelasi catalizator poate fi utilizatla fabricarea metacrilontrilului din izobutilena si pentru oxidarea propilenei la acroleina , aceasta ultima reactie fiind catalizata de altfel si de catre azotatul de uranil . Combinatiil chimice ale uraniului se folosesc si pentru cataliza dehidrogenizarii propanului la propilna . Catalizatorii pe baza de uraniu sunt folositi si in reactiile de polimerizare . Una din intrebuintarile de mare perspectiva se prevede pentru purificarea gazelor de esapament ale automobilelor . Catalizatorii pe baza de uraniu prezinta avantajul de a nu se combina cu plumb dun benzina si de a fi foarte putin afectati de catre sulf cau alte otravuri . De mentionay ca utilizare catalizatorilor pe baza de uraniu nu pune probleme de nocivitate radioactiva .
Au fost elaborate si cercetate numeroase aliaje continand uraniu. Metalele care formeaza solutii solide cu uraniul prezinta uninteres deosebit deoarece ele permit sa se imbunatateasca proprietatile mecanice si anticorosive ale aliajelor . Dar si adaugarea de cantitati reduse de metale de aliere poate conduce la btinerea unor aliaje cu proprietati deosebite . Cu toate acestea , uraniul nu prezinta avantajele evidente ca elemente de aliere in comparatie cu metalele mai putin costisitoare , ceea ce explica utilizarea sa relativ restransa.
SURSA 02
Uraniul in roci metamorfice Radioactivitatea rocilor metamorfice depinde in primul rand de cea a rocilor initiale, supuse proceselor metamorfice, si in al doilea rand de caracterul metamorfismului: cu sau fara aport de substanta, inclusiv elemente radioactive. Dar in afara de aceasta, in cazul metamorfozarii depozitelor sedimentare poate avea loc o regrupare a mineralelor in interiorul rocilor sedimentare, insotita de saracirea sau imbogatirea in minerale radioactive a unor portiuni ale acestor depozite. In ultimul timp, acestei probleme i se acorda o mare atentie; numerosi cercetatori ajung la concluzia ca in urma regruparii materialului radio activ in interiorul depozitelor se pot forma asa numite zacaminte metamorfogene de uraniu.
Pe baza acestor considerente V.I. Dancev s.a. (1871) precizeaza urmatoarele concluzii:
- radioactivitatea rocilor metamorfice este extrem de diferita nu numai pentru diferite tipuri, dar si in cadrul unuia si aceluiasi tip de roci metamorfice omogene;
- radioactivitatea gnaiselor si sisturilor formate din roci argiloase (care, in general, se deosebesc de celelalte roci sedimentare printr-o radioactivitate mai mare) este mai ridicata decat cea a marmurelor cuartitelor, formate din sendimente cu radioactivitate scazuta;
- radioactivitatea creste in rocile in care s-a suprapus fenomenul de metamorfism hidrotermal.
Uraniul in roci sedimentare
Dintre rocile sedimentare, cele mai radioactive sunt argilele si sisturile argiloase, iar cele mai putin radioactive sunt rocile pur chimice si organogene: sarea gema, ghipsul, anhidritele, calcarele si dolomitele. Cu toate acestea sarurile potasice prezinta o radioactivitate pronuntata dar nu din cauza continutului de uraniu (de altfel foarte mic), ci datorita prezentei izotopului care conditioneaza radioactivitatea ridicata a silvinitului, carnolitului, cainitului, polihalitului.
Datele din tabel confirma radioactivitatea ridicata a diferitelor varitati de sisturi si continutul scazut de elemente radioactive in varietatile pure de gresii, calcare si dolomite.
S-a stabilit ca radioactivitatea rocilor sdimentare, de exemplu a gresiilor, creste in cazul prezentei intercalatiilor de material argilos. In mod analog se comporta calcarele si dolomitele.
Cu cat este mai variabila compozitia rocilor, cu atat mai variabila este si radioactivitatea lor. Sisturile argiloase si argilele, caracterizate printr-o mai mare uniformitate a copozitiei lor, prezinta si o radioactivitate mai constanta.
Continuturi pregnant anormale de elemente radioactive se observa adeseori in zonele cu o larga dezvoltare a resturilor organice. In unele varietati de sisturi combustibile, carbuni, gresii si calcare, continutul de elemente radioactive creste pana la valori industriale, insa asemenea cazuri sunt de obicei rare. Nu rareori, concentratiile ridicate de elemente radioactive in rocile sedimentare sunt determinate de procese hipergene, de levigare a uraniului si de redepunerea lui in zone mai favoiabile din cuprinsul rocilor sedimentare.
In urma studierii radioactivitatii rocilor sedimentare a fost elucidat faptul ca depozitele marine prezinta in general continuturi mai ridicate de elemente radioactive decat depozitele de origine fluviatila.
Acumularea elementelor radioactive in rocile sedimentare este legata de:
- absortia lor de catre materialul clastic fin din bazinele acvifere initiale in care a avut loc sedimentarea;
- acumularea in rocile sedimentare a materialului clastic fin dispersat de minerale radioactive;
- prezenta izopitului radioactiv de potasiu in bazine, de exemplu, ca rezultat al alterarii rocilor granitice si care da concentratii ridicate in sistuile argiloase si argile.
Din istoria uraniului
Cererea pentru uraniu in scopuri militare a aparut la inceputul anilor 40, in timpul razboiului. Atunci au fost aduse in Statele Unite toate cantitatile disponibile de concentrate uranifere pentru a fi folosite in cadrul progamului Manhattan la fabricarea bombei atomice. Cantitatile care au fost procurate astfel nu erau e loc mari deoarece uraniul rezultat ca subprodus de la extragerea radiului din minereurile de pechblenda neavand anterior cautare pe piata fusese neglijat, cantitati mari de "steril" bogate in uraniu gandindu-se la toate minele fabricantilor de radiu. Din acest motiv, cerintele pentru uraniu au fost satisfacute prin procurarea de minereuri bogate de la Shinkolobwe din Congo Belgian, de la Lacul Ursului Mare din Canada precum si din halzile de la exploatarile vechi de carnotita de pe platoul Colorado. Aproape peste noapte uraniul se transformase dintr-un metal minor, fara intrebuintari si fara cerere comerciala, intr-un element vital pentru castigarea razboiului. Ulterior, si astazi inclusiv, interesul pentru uraniu, este foarte mare datorita utilizarii lor in scopuri pasnice drept combusribil pentru producerea de energie electrica in reactoare nucleare de putere.
Uraniul a fost descoperit in anul 1789 de catre chimistul german Martin Heinrich Klaproth in minereurile de pechblenda pe care le-a tratat cu carbune delemn, obtinand un produs de culoare neagra cu luciu metalic pe care el l-a considerat a fi un metal necunoscut inca. In realitate acesta era bioxidul de uraniu. Uraniul metalic a fost separat abia dupa peste 50 de ani de catre francezul Peligot care in 1841 si-a publicat rezultatele cercetarilor de readucere a clorului de uraniu cu ajurorul sodiului pus la cald, obtinand pentru prima oara uraniul sub forma de metal. In 1883 un alt chimist francez H. Moissan, repetand experientele lui Klaproth a reusit sa obtina uraniu metalic prin reducere cu carbune din zahar in cuptorul electric. Tot el a mai elaborat procedeul de obtinere a uraniului prin readucere electronica si cu metale alcaline.
Denumirea de uraniu vine de la planeta Uranus descoperita de catre Herschellt in 1781, Klaproth a ales acest nume un dorinta de a-si omagia prietenul. Tot Klaproth este descoperitorul zircroniului.
In 1869 D.I. Mendeleev a determinat pozitia uraniului in sistemul periodic si i-a stabilit greutatea atomica de aproximativ 240 (real 238,07) diferita de 120, propusa de catre Peligot. Istoria uraniului avea sa se schimbe hotarator prin descoperirea, aproape intamplatoare, de catre H. Becquerel in 1896, a proprietatii uraniului de a impresiona placile fotografice infasurat in hartie protectoare de culoare neagra. Aceasta constituie dovada ca uraniul iradiaza o energie capabila sa strapunga hartia negra, izolataore pentru lumina, si sa impresioneze emulsia fotosensibila. Descoperirea lui Becquerel a fost studiata in anii urmatori de catre sotii Pierre si Maria Curie care au numita radioactivitate.
Una din observatiile cele mai interesante ale sotilor Curie a fost ca uraniul era mi putin radoactiv decat minereul de pechblenda din care fusese separat, ceea ce i-a condus la concluzia ca minereul continea un element chimic necunoscut inca, mult mau radioactiv decat uraniul. Intr-adevar in iulie 1898 a fost descoperit radiul care a fost separat insa abia dupa 4 ani, in 1902. Proprietatile deosebite ale radiului au facut din el un material foarte cautat, in special in medicina. Acesta a condus la intensificarea exploatarii zacamintelor de pechblenda, precum si a exploatarilor in vederea descoperirii de noi zacaminte. In acest fel au fost descoperite zacamintele de minereuri radioactive din fostul Congo Belgian si din nordul Canadei. Timp de mai multi ani proprietarii acestor mine au detinut monopolul priductiei de radiu, stabilind nivelele de productie la valori care sa mentina preturi cat mai ridicate pentru radiu - care ajunsera in 1936 la 200 000 dolari gramul. Simultan cu radiul rezulta o cantitate de 3 milioane de ori mai mare de uraniu care era oferit pe piata la pretul de un dolar kilogramul.
Uraniul in roci metamorfice Radioactivitatea rocilor metamorfice depinde in primul rand de cea a rocilor initiale, supuse proceselor metamorfice, si in al doilea rand de caracterul metamorfismului: cu sau fara aport de substanta, inclusiv elemente radioactive. Dar in afara de aceasta, in cazul metamorfozarii depozitelor sedimentare poate avea loc o regrupare a mineralelor in interiorul rocilor sedimentare, insotita de saracirea sau imbogatirea in minerale radioactive a unor portiuni ale acestor depozite. In ultimul timp, acestei probleme i se acorda o mare atentie; numerosi cercetatori ajung la concluzia ca in urma regruparii materialului radio activ in interiorul depozitelor se pot forma asa numite zacaminte metamorfogene de uraniu.
Pe baza acestor considerente V.I. Dancev s.a. (1871) precizeaza urmatoarele concluzii:
- radioactivitatea rocilor metamorfice este extrem de diferita nu numai pentru diferite tipuri, dar si in cadrul unuia si aceluiasi tip de roci metamorfice omogene;
- radioactivitatea gnaiselor si sisturilor formate din roci argiloase (care, in general, se deosebesc de celelalte roci sedimentare printr-o radioactivitate mai mare) este mai ridicata decat cea a marmurelor cuartitelor, formate din sendimente cu radioactivitate scazuta;
- radioactivitatea creste in rocile in care s-a suprapus fenomenul de metamorfism hidrotermal.
Uraniul in roci sedimentare
Dintre rocile sedimentare, cele mai radioactive sunt argilele si sisturile argiloase, iar cele mai putin radioactive sunt rocile pur chimice si organogene: sarea gema, ghipsul, anhidritele, calcarele si dolomitele. Cu toate acestea sarurile potasice prezinta o radioactivitate pronuntata dar nu din cauza continutului de uraniu (de altfel foarte mic), ci datorita prezentei izotopului care conditioneaza radioactivitatea ridicata a silvinitului, carnolitului, cainitului, polihalitului.
Datele din tabel confirma radioactivitatea ridicata a diferitelor varitati de sisturi si continutul scazut de elemente radioactive in varietatile pure de gresii, calcare si dolomite.
S-a stabilit ca radioactivitatea rocilor sdimentare, de exemplu a gresiilor, creste in cazul prezentei intercalatiilor de material argilos. In mod analog se comporta calcarele si dolomitele.
Cu cat este mai variabila compozitia rocilor, cu atat mai variabila este si radioactivitatea lor. Sisturile argiloase si argilele, caracterizate printr-o mai mare uniformitate a copozitiei lor, prezinta si o radioactivitate mai constanta.
Continuturi pregnant anormale de elemente radioactive se observa adeseori in zonele cu o larga dezvoltare a resturilor organice. In unele varietati de sisturi combustibile, carbuni, gresii si calcare, continutul de elemente radioactive creste pana la valori industriale, insa asemenea cazuri sunt de obicei rare. Nu rareori, concentratiile ridicate de elemente radioactive in rocile sedimentare sunt determinate de procese hipergene, de levigare a uraniului si de redepunerea lui in zone mai favoiabile din cuprinsul rocilor sedimentare.
In urma studierii radioactivitatii rocilor sedimentare a fost elucidat faptul ca depozitele marine prezinta in general continuturi mai ridicate de elemente radioactive decat depozitele de origine fluviatila.
Acumularea elementelor radioactive in rocile sedimentare este legata de:
- absortia lor de catre materialul clastic fin din bazinele acvifere initiale in care a avut loc sedimentarea;
- acumularea in rocile sedimentare a materialului clastic fin dispersat de minerale radioactive;
- prezenta izopitului radioactiv de potasiu in bazine, de exemplu, ca rezultat al alterarii rocilor granitice si care da concentratii ridicate in sistuile argiloase si argile.
Din istoria uraniului
Cererea pentru uraniu in scopuri militare a aparut la inceputul anilor 40, in timpul razboiului. Atunci au fost aduse in Statele Unite toate cantitatile disponibile de concentrate uranifere pentru a fi folosite in cadrul progamului Manhattan la fabricarea bombei atomice. Cantitatile care au fost procurate astfel nu erau e loc mari deoarece uraniul rezultat ca subprodus de la extragerea radiului din minereurile de pechblenda neavand anterior cautare pe piata fusese neglijat, cantitati mari de "steril" bogate in uraniu gandindu-se la toate minele fabricantilor de radiu. Din acest motiv, cerintele pentru uraniu au fost satisfacute prin procurarea de minereuri bogate de la Shinkolobwe din Congo Belgian, de la Lacul Ursului Mare din Canada precum si din halzile de la exploatarile vechi de carnotita de pe platoul Colorado. Aproape peste noapte uraniul se transformase dintr-un metal minor, fara intrebuintari si fara cerere comerciala, intr-un element vital pentru castigarea razboiului. Ulterior, si astazi inclusiv, interesul pentru uraniu, este foarte mare datorita utilizarii lor in scopuri pasnice drept combusribil pentru producerea de energie electrica in reactoare nucleare de putere.
Uraniul a fost descoperit in anul 1789 de catre chimistul german Martin Heinrich Klaproth in minereurile de pechblenda pe care le-a tratat cu carbune delemn, obtinand un produs de culoare neagra cu luciu metalic pe care el l-a considerat a fi un metal necunoscut inca. In realitate acesta era bioxidul de uraniu. Uraniul metalic a fost separat abia dupa peste 50 de ani de catre francezul Peligot care in 1841 si-a publicat rezultatele cercetarilor de readucere a clorului de uraniu cu ajurorul sodiului pus la cald, obtinand pentru prima oara uraniul sub forma de metal. In 1883 un alt chimist francez H. Moissan, repetand experientele lui Klaproth a reusit sa obtina uraniu metalic prin reducere cu carbune din zahar in cuptorul electric. Tot el a mai elaborat procedeul de obtinere a uraniului prin readucere electronica si cu metale alcaline.
Denumirea de uraniu vine de la planeta Uranus descoperita de catre Herschellt in 1781, Klaproth a ales acest nume un dorinta de a-si omagia prietenul. Tot Klaproth este descoperitorul zircroniului.
In 1869 D.I. Mendeleev a determinat pozitia uraniului in sistemul periodic si i-a stabilit greutatea atomica de aproximativ 240 (real 238,07) diferita de 120, propusa de catre Peligot. Istoria uraniului avea sa se schimbe hotarator prin descoperirea, aproape intamplatoare, de catre H. Becquerel in 1896, a proprietatii uraniului de a impresiona placile fotografice infasurat in hartie protectoare de culoare neagra. Aceasta constituie dovada ca uraniul iradiaza o energie capabila sa strapunga hartia negra, izolataore pentru lumina, si sa impresioneze emulsia fotosensibila. Descoperirea lui Becquerel a fost studiata in anii urmatori de catre sotii Pierre si Maria Curie care au numita radioactivitate.
Una din observatiile cele mai interesante ale sotilor Curie a fost ca uraniul era mi putin radoactiv decat minereul de pechblenda din care fusese separat, ceea ce i-a condus la concluzia ca minereul continea un element chimic necunoscut inca, mult mau radioactiv decat uraniul. Intr-adevar in iulie 1898 a fost descoperit radiul care a fost separat insa abia dupa 4 ani, in 1902. Proprietatile deosebite ale radiului au facut din el un material foarte cautat, in special in medicina. Acesta a condus la intensificarea exploatarii zacamintelor de pechblenda, precum si a exploatarilor in vederea descoperirii de noi zacaminte. In acest fel au fost descoperite zacamintele de minereuri radioactive din fostul Congo Belgian si din nordul Canadei. Timp de mai multi ani proprietarii acestor mine au detinut monopolul priductiei de radiu, stabilind nivelele de productie la valori care sa mentina preturi cat mai ridicate pentru radiu - care ajunsera in 1936 la 200 000 dolari gramul. Simultan cu radiul rezulta o cantitate de 3 milioane de ori mai mare de uraniu care era oferit pe piata la pretul de un dolar kilogramul.
SURSA 03
Uraniu, în latină uranium, este un element chimic, un metal, din seria actinidelor a sistemului periodic al elementelor care are simbolul chimic U şi numărul de ordine 92.
Uraniul are cea mai mare masă atomică dintre toate elementele naturale (vedeţi plutoniu). Uraniul este aproximativ cu 70 % mai dens decât plumbul şi este uşor radioactiv. Distribuţia sa naturală este de circa câteva părţi per milion în sol, roci şi apă. Uraniul este extras industrial din minerale relativ bogate în concentraţie faţă de cea naturală (vedeţi uranit) prin procedee mecanice, fizice şi chimice (vedeţi extragerea uraniului).
In stare naturală, uraniul se găseşte sub formă preponderent a izotopului uraniu 238 (99.275%), respectiv a izotopilor uraniu 235 (0.711%) şi a unei cantităţi foarte reduse de uraniu 234 (0.0058%). Această proporţie din natură se datoreazǎ timpului de înjumătăţire al celor trei izotopi, pentru uraniu 238 acesta este de 4,47 miliarde de ani, dar pentru uraniu 235 este de 704 milioane de ani. Indiferent de izotop, atomii de uraniu fisionează spontan emiţând particule alfa, făcându-se folositori în datarea vârstei Pământului (vezi datarea uraniu-toriu, datarea uraniu-plumb şi datarea uraniu-uraniu). La fel ca toriul şi plutoniul, uraniul este unul din cele trei elemente fisionabile, însemnând că se poate descompune(scinda) uşor în elemente mai uşoare. În timp ce uraniul-238(material fertil) prezintă o mică probabilitate de fisiune spontană sau fisiune datorată bombardării cu neutroni rapizi, uraniul-235 şi uraniul-233 prezintă o mare probabilitate de fisiune când sunt bombardaţi cu neutroni lenţi. Acest efect generează căldura din reactoarele nucleare, fiind folosită ca sursă de putere si generează materialul fisionabil pentru armele nucleare. Amândouă consecinţele se bazează pe capacitatea uraniului de a întreţine o reacţie nucleară în lanţ. Uraniul epuizat (uraniul-238) este folosit în penetratorul cu energie cinetică şi blindarea vehiculelor.
Uraniul este folosit pe post de colorant în sticla de uraniu, producând diferite tente de culoare, de la portocaliu-roşu pana la galben-lămâi. A fost de asemenea folosit şi pentru a umbri şi a da tente de culoare în arta fotografică. Descoperirea, in anul 1789 a uraniului in mineralul plehbendă, ii este acreditată lui Martin Heinrich Klaproth, care a numit noul element după planeta Uranus. Eugène-Melchior Péligot a fost prima persoană care a reuşit să izoleze acest metal, iar proprietaţile sale radioactive au fost descoperite, in 1896, de Antoine Becquerel. Cercetările lui Enrico Fermi, Otto Hahn şi alţii, începând din 1934, au condus la folosirea acestuia drept combustibil în industria energiei nucleare şi în Little Boy, prima armă nucleară folosită în război. Disputa ce a dat tonul Razboiului Rece între Statele Unite si Uniunea Sovietica a dus la producerea a zeci de mii de arme nucleare ce foloseau uraniu îmbogăţit, sau un derivat al uraniului, plutoniul. Date despre securizarea acestor arme si a materialelor fisionabile folosite in acestea, potrivit articolului "destrămarea Uniunii Sovietice" in 1991, impreună cu sumedenia de teste nucleare şi accidente nucleare reprezintă o nelinişte pentru sănătatea şi siguranţa publică.
Minereu de uraniu
Uraniul este un metal care face parte dintre elementele chimice care au jucat un rol deosebit la dezvoltarea energeticii nucleare prin proprietatea acestuia de a fi fisionabil şi a elibera energie. Uraniul este destul de rãspândit în naturã sub forma diferitelor tipuri de minereuri (pehblendã, uraninit, torbernit, carnotit etc...). Uraniul este folosit, actualmente, drept combustibil nuclear sub forma Uraniului Metalic sau a unor compuşi chimici. În reactoarele atomice este folosit uraniul ca sursă de energie pentru producerea curentului electric. În reactorul atomic este produsă, de fapt, o explozie atomică controlată, prin intermediul unor bare absorbante de neutroni (conţinând bor sau cadmiu care au rolul de a absorbi neutronii în exces. În toate cazurile se pune problema obţinerii, fie a uraniului, fie a unor sãruri ale acestuia de puritate nuclearã. Impuritãţile (chiar urme, de exemplu, bor, element cu secţiune de captură foarte mare) pot duce la deranjamente grave, din cauza unor secţiuni de capturã mari. Datoritã acestui lucru apare necesitatea utilizãrii unei tehnologii de purificare a substanţelor. Uraniul formeazã o serie de oxizi, dintre care îi amintim pe cei mai importanţi: U3O8, UO3 si UO2. Primul se poate obţine din calcinarea diuranatului de amoniu şi azotatului de uraniu, UO3 rezultã prin calcinarea azotatului, iar UO2 prin reducerea UO3 cu H. Uraniul natural este un uraniu sărac in izotopul U235, izotop fisionabil utilizat la reactoare nucleare. In cazul reactoarelor cu moderator de grafit şi apa uşoară se pune problema îmbogăţirii uraniului, crescând concentraţia în izotopul U235( care există cam în proporţie de 0,5-1% în uraniul natural, restul fiind U238 nefisionabil. Un exemplu de proces de îmbogăţire este următorul:în prima fază se amestecă UF6 cu un gaz purtător( H2 sau He). Curentul de gaze este trecut printr-o centrifugă de îmbogăţire compusă dintr-un cilindru metalic care se roteşte foarte repede(20000 rotaţii/minut). Aici are loc separarea izotopilor după masele lor. Spre centrul cilindrului ajunge izotopul uşor, U235 care părăseşte cilindrul printr-o serie de conducte şi ajunge într-o uzină de procesare unde este transformat în oxizi.Izotopul U238 se va deplasa spre exteriorul cilindrului, loc de unde va fi colectat şi va fi utilizat, în general, la prepararea unor reactivi de laborator[UO2(CH3COO)2,UO2(NO3)2] care nu trebuie să conţină izotopul periculos( emite şi raze gamma) U235.Alte metode de îmbogăţire sunt difuzia gazoasă, separarea electromagnetică (în calutron), etc
Proprietăţi fizice
* Metal radioactiv, Izotopul U235 având timpul de înjumătăţire de cca. 760 de milioane de ani.
* Are densitate foarte mare, lucru care-l face să fie utilizat (izotopul U238) la fabricarea unor greutăţi mici (de exemplu pentru giroscoape), dar cu masa mare, de asemenea, izotopul menţionat se poate utiliza la fabricarea blindajelor pentru tancuri, dar şi pentru fabricarea muniţiei (proiectile cu vârf de uraniu). Dezavantajul muniţiei de uraniu este contaminarea terenului la momentul exploziei, un lucru nedorit, praful de uraniu putând ajunge în organisme vii unde va provoca mutaţii în celule şi deci cancer (uraniul şi toate radioelementele sunt cunoscute pentru proprietăţile lor mutagene şi cancerigene). În anumite cazuri, uraniul se utilizează la ecranarea unor surse foarte puternice de radiaţie (de exemplu Cobalt 60, Cesiu 137) utilizate în radioterapie sau defectoscopie. Oxidul U3O8 are culoarea galbenă, lucru ce l-a făcut utilizat la colorarea vaselor de porţelan şi a sticlei (sticla de uraniu). În anumite cazuri, oxidul de uraniu a fost utilizat la fabricarea danturilor false. Uraniul era adăugat pentru că dinţii falşi să aibă fluorescenţa celor adevăraţi. În general, oxizii uraniului au fost folosiţi ca şi coloranţi. Chiar şi oxidul negru de uraniu a fost folosit pentru emailarea anumitor vase de porţelan. Sărurile de uraniu (azotat) erau folosite în tehnica fotografică, pentru realizarea fotografiilor în ton sepia.
Uraniu, în latină uranium, este un element chimic, un metal, din seria actinidelor a sistemului periodic al elementelor care are simbolul chimic U şi numărul de ordine 92.
Uraniul are cea mai mare masă atomică dintre toate elementele naturale (vedeţi plutoniu). Uraniul este aproximativ cu 70 % mai dens decât plumbul şi este uşor radioactiv. Distribuţia sa naturală este de circa câteva părţi per milion în sol, roci şi apă. Uraniul este extras industrial din minerale relativ bogate în concentraţie faţă de cea naturală (vedeţi uranit) prin procedee mecanice, fizice şi chimice (vedeţi extragerea uraniului).
In stare naturală, uraniul se găseşte sub formă preponderent a izotopului uraniu 238 (99.275%), respectiv a izotopilor uraniu 235 (0.711%) şi a unei cantităţi foarte reduse de uraniu 234 (0.0058%). Această proporţie din natură se datoreazǎ timpului de înjumătăţire al celor trei izotopi, pentru uraniu 238 acesta este de 4,47 miliarde de ani, dar pentru uraniu 235 este de 704 milioane de ani. Indiferent de izotop, atomii de uraniu fisionează spontan emiţând particule alfa, făcându-se folositori în datarea vârstei Pământului (vezi datarea uraniu-toriu, datarea uraniu-plumb şi datarea uraniu-uraniu). La fel ca toriul şi plutoniul, uraniul este unul din cele trei elemente fisionabile, însemnând că se poate descompune(scinda) uşor în elemente mai uşoare. În timp ce uraniul-238(material fertil) prezintă o mică probabilitate de fisiune spontană sau fisiune datorată bombardării cu neutroni rapizi, uraniul-235 şi uraniul-233 prezintă o mare probabilitate de fisiune când sunt bombardaţi cu neutroni lenţi. Acest efect generează căldura din reactoarele nucleare, fiind folosită ca sursă de putere si generează materialul fisionabil pentru armele nucleare. Amândouă consecinţele se bazează pe capacitatea uraniului de a întreţine o reacţie nucleară în lanţ. Uraniul epuizat (uraniul-238) este folosit în penetratorul cu energie cinetică şi blindarea vehiculelor.
Uraniul este folosit pe post de colorant în sticla de uraniu, producând diferite tente de culoare, de la portocaliu-roşu pana la galben-lămâi. A fost de asemenea folosit şi pentru a umbri şi a da tente de culoare în arta fotografică. Descoperirea, in anul 1789 a uraniului in mineralul plehbendă, ii este acreditată lui Martin Heinrich Klaproth, care a numit noul element după planeta Uranus. Eugène-Melchior Péligot a fost prima persoană care a reuşit să izoleze acest metal, iar proprietaţile sale radioactive au fost descoperite, in 1896, de Antoine Becquerel. Cercetările lui Enrico Fermi, Otto Hahn şi alţii, începând din 1934, au condus la folosirea acestuia drept combustibil în industria energiei nucleare şi în Little Boy, prima armă nucleară folosită în război. Disputa ce a dat tonul Razboiului Rece între Statele Unite si Uniunea Sovietica a dus la producerea a zeci de mii de arme nucleare ce foloseau uraniu îmbogăţit, sau un derivat al uraniului, plutoniul. Date despre securizarea acestor arme si a materialelor fisionabile folosite in acestea, potrivit articolului "destrămarea Uniunii Sovietice" in 1991, impreună cu sumedenia de teste nucleare şi accidente nucleare reprezintă o nelinişte pentru sănătatea şi siguranţa publică.
Minereu de uraniu
Uraniul este un metal care face parte dintre elementele chimice care au jucat un rol deosebit la dezvoltarea energeticii nucleare prin proprietatea acestuia de a fi fisionabil şi a elibera energie. Uraniul este destul de rãspândit în naturã sub forma diferitelor tipuri de minereuri (pehblendã, uraninit, torbernit, carnotit etc...). Uraniul este folosit, actualmente, drept combustibil nuclear sub forma Uraniului Metalic sau a unor compuşi chimici. În reactoarele atomice este folosit uraniul ca sursă de energie pentru producerea curentului electric. În reactorul atomic este produsă, de fapt, o explozie atomică controlată, prin intermediul unor bare absorbante de neutroni (conţinând bor sau cadmiu care au rolul de a absorbi neutronii în exces. În toate cazurile se pune problema obţinerii, fie a uraniului, fie a unor sãruri ale acestuia de puritate nuclearã. Impuritãţile (chiar urme, de exemplu, bor, element cu secţiune de captură foarte mare) pot duce la deranjamente grave, din cauza unor secţiuni de capturã mari. Datoritã acestui lucru apare necesitatea utilizãrii unei tehnologii de purificare a substanţelor. Uraniul formeazã o serie de oxizi, dintre care îi amintim pe cei mai importanţi: U3O8, UO3 si UO2. Primul se poate obţine din calcinarea diuranatului de amoniu şi azotatului de uraniu, UO3 rezultã prin calcinarea azotatului, iar UO2 prin reducerea UO3 cu H. Uraniul natural este un uraniu sărac in izotopul U235, izotop fisionabil utilizat la reactoare nucleare. In cazul reactoarelor cu moderator de grafit şi apa uşoară se pune problema îmbogăţirii uraniului, crescând concentraţia în izotopul U235( care există cam în proporţie de 0,5-1% în uraniul natural, restul fiind U238 nefisionabil. Un exemplu de proces de îmbogăţire este următorul:în prima fază se amestecă UF6 cu un gaz purtător( H2 sau He). Curentul de gaze este trecut printr-o centrifugă de îmbogăţire compusă dintr-un cilindru metalic care se roteşte foarte repede(20000 rotaţii/minut). Aici are loc separarea izotopilor după masele lor. Spre centrul cilindrului ajunge izotopul uşor, U235 care părăseşte cilindrul printr-o serie de conducte şi ajunge într-o uzină de procesare unde este transformat în oxizi.Izotopul U238 se va deplasa spre exteriorul cilindrului, loc de unde va fi colectat şi va fi utilizat, în general, la prepararea unor reactivi de laborator[UO2(CH3COO)2,UO2(NO3)2] care nu trebuie să conţină izotopul periculos( emite şi raze gamma) U235.Alte metode de îmbogăţire sunt difuzia gazoasă, separarea electromagnetică (în calutron), etc
Proprietăţi fizice
* Metal radioactiv, Izotopul U235 având timpul de înjumătăţire de cca. 760 de milioane de ani.
* Are densitate foarte mare, lucru care-l face să fie utilizat (izotopul U238) la fabricarea unor greutăţi mici (de exemplu pentru giroscoape), dar cu masa mare, de asemenea, izotopul menţionat se poate utiliza la fabricarea blindajelor pentru tancuri, dar şi pentru fabricarea muniţiei (proiectile cu vârf de uraniu). Dezavantajul muniţiei de uraniu este contaminarea terenului la momentul exploziei, un lucru nedorit, praful de uraniu putând ajunge în organisme vii unde va provoca mutaţii în celule şi deci cancer (uraniul şi toate radioelementele sunt cunoscute pentru proprietăţile lor mutagene şi cancerigene). În anumite cazuri, uraniul se utilizează la ecranarea unor surse foarte puternice de radiaţie (de exemplu Cobalt 60, Cesiu 137) utilizate în radioterapie sau defectoscopie. Oxidul U3O8 are culoarea galbenă, lucru ce l-a făcut utilizat la colorarea vaselor de porţelan şi a sticlei (sticla de uraniu). În anumite cazuri, oxidul de uraniu a fost utilizat la fabricarea danturilor false. Uraniul era adăugat pentru că dinţii falşi să aibă fluorescenţa celor adevăraţi. În general, oxizii uraniului au fost folosiţi ca şi coloranţi. Chiar şi oxidul negru de uraniu a fost folosit pentru emailarea anumitor vase de porţelan. Sărurile de uraniu (azotat) erau folosite în tehnica fotografică, pentru realizarea fotografiilor în ton sepia.
sursa:ipedia.ro
0 comments: