Uran Fakty Co warto wiedzieć o pierwiastku radioaktywnym

Uran jest najbardziej znany jako składnik stojący za bomba atomowa które spustoszyły Hiroszimę podczas II wojny światowej w 1945 roku.

Ten element to znacznie więcej niż jego użycie w bombach atomowych, o czym większość z was może nie być świadoma. Jedną z zalet uranu jest możliwość wykorzystania go jako czystego źródła energii.

Uran-235 to nazwa najczęściej kojarzona z pierwiastkiem, ponieważ jest to izotop uranu, który jest najczęściej używany na całym świecie. Gdy zrozumiesz radioaktywność, znacznie łatwiej będzie poznać właściwości uranu. Żaden inny pierwiastek w układzie okresowym nie jest tak ciężki jak uran w swoim naturalnym stanie. Ten pierwiastek jest bardziej powszechny, niż mogłoby się wydawać. Obecnie głównym zastosowaniem uranu jest zasilanie elektrowni jądrowych na całym świecie.

Liczba atomowa uranu wynosi 92, a symbol chemiczny to U. Występuje w niewielkich ilościach w wodzie, glebie i skałach. Być może nawet pozwoliłeś elementowi dostać się do twojego organizmu bez twojej wiedzy, kiedy jadłeś owoce morza i warzywa. Nasz organizm posiada system, który filtruje pierwiastek radioaktywny, który może być bardzo szkodliwy, jeśli gromadzi się w naszym organizmie w dużych ilościach.

Przyjrzyjmy się niektórym faktom, które sprawiają, że uran jest tak popularny, jak jest dzisiaj.

Charakterystyka

Uran jest radioaktywnym metalem występującym w wielu miejscach na ziemi. Charakterystykę metalu omówiono szczegółowo w następnej sekcji.

Czysty uran jest wysoce radioaktywny. Pierwiastek reaguje z prawie wszystkimi pierwiastkami niemetalicznymi i tworzy związki. W przypadku kontaktu uranu z powietrzem na jego powierzchni widać tworzący się tlenek uranu z cienką czarną warstwą.

Jeśli zobaczysz uran który jest srebrzystobiały, to musisz wiedzieć, że to czysty uran. Liczba atomowa metalu wynosi 92, co oznacza, że ​​atomy uranu mają również 92 elektrony i 92 protony. Tworzenie izotopów zależy od liczby posiadanych neutronów. Może mieć wartościowość cztery lub sześć.

Masa atomowa uranu wynosi 238,03 u, co jest najwyższą wartością spośród wszystkich naturalnych pierwiastków występujących na Ziemi. Jest gęstszy niż ołów o temperaturze topnienia 2070 F (1132 C). Jego gęstość jest mniejsza niż złota i wolframu.

Proszek uranu jest drobno sproszkowany i piroforyczny, co oznacza, że ​​zapali się natychmiast, gdy będzie przechowywany w temperaturze pokojowej.

Czysty uran znajdujący się w postaci rudy uranu jest plastyczny, co oznacza, że ​​można rozciągnąć uran w długi drut. Jest również plastyczny, ponieważ można go ubić na cienki arkusz.

Aplikacja

Uran ma ogromną liczbę zastosowań, od zasilania po działanie jako medium do ochrony przed promieniowaniem. Zbadajmy zastosowania uranu, zaczynając od jego użycia w bombardowaniu atomowym Hiroszimy.

Być może słyszałeś o „Little Boy”, bombie atomowej, która wybuchła 6 sierpnia 1945 roku nad Hiroszimą, miastem w Japonii. Bomba została zbudowana z uranu, który naukowcy odkryli w tamtym czasie, może być użyty do uwolnienia dużych ilości energii poprzez rozszczepienie jądrowe. Proces rozpoczął się w latach czterdziestych XX wieku w Nowym Meksyku, wówczas tajnym mieście o nazwie Los Alamos, gdzie przeprowadzano eksperymenty. Proces ten nazwano „łaskotaniem smoka w ogon”. Chociaż dokładna liczba ofiar bombardowania z 1945 r. wiadomo, szacuje się, że 70 000 ludzi zmarło natychmiast, a kolejne 130 000 zmarło z powodu zatrucia promieniowaniem w ciągu następnych pięciu lata.

Proces rozszczepienia jądrowego, który napędzał bombę atomową, czyni ją również użyteczną jako źródło energii elektrycznej. Ponieważ uran jest gęsty energetycznie, z 0,03 uncji (1 g) uranu można uzyskać znacznie więcej energii niż z grama ropy lub węgla. Weź pastylkę paliwa uranowego, która jest tego samego rozmiaru co czubek palca. 1780 funtów (807,39 kg) węgla lub 17 000 stóp sześciennych (481,3 m3) CNG ma taki sam potencjał energetyczny.

Na długo zanim uran zaczął być używany jako źródło energii, uran był używany ze względu na jego kolor. Fotografowie myli odbitki platynotypowe solami uranu, aby zabarwić zwykłe zdjęcia monochromatyczne na czerwonawo-brązowy. Po dodaniu uranu do szkła zmienia się ono w kanarkowy odcień. Ta właściwość została wykorzystana do barwienia kielichów i koralików. Kolorowa ceramika, która była wytwarzana przed II wojną światową, zawierała tlenek uranu, który nadawał talerzom olśniewający czerwony kolor.

Szkło uranowe jest produktem przemysłu szklarskiego, w którym wykorzystuje się sole uranu. Ponieważ naturalny uran ma niską radioaktywność, jest bezpieczny w użyciu. Możesz zobaczyć szkło uranowe świecące w świetle ultrafioletowym. Sole są również wykorzystywane przez przemysł tekstylny do obróbki wełny i jedwabiu.

Uran jest używany przez naukowców do określania wieku naszej planety poprzez śledzenie obecności metalu w skałach. Wzbogacony uran jest używany w aparatach rentgenowskich do ochrony ciała przed promieniami radioaktywnymi.

Paliwa jądrowe są wykorzystywane do wytwarzania energii w elektrowniach, w których dochodzi do rozszczepienia w wyniku reakcji jądrowych. Uran jest najpopularniejszym paliwem do zasilania elektrowni jądrowych na całym świecie. Wytwarzana energia nie emituje dwutlenku węgla, co czyni ją źródłem energii wolnym od zanieczyszczeń powietrza. Energia słoneczna i wiatrowa są daleko w tyle za uranem, jeśli chodzi o ilość wytwarzanej mocy.

Uran jest również obecny w jądrze Ziemi, wraz z potasem i torem. Utrzymuje płynny rdzeń zewnętrzny, dostarczając wymaganą energię. Prowadzi to do generowania pola magnetycznego Ziemi z powodu prądów w stopionym niklu i żelazie. Planeta jest chroniona przed wiatrem słonecznym przez pole magnetyczne. Wulkany i trzęsienia ziemi zdarzają się z powodu tego uranu w rdzeniu. Ciepło jest przekazywane do płaszcza, tworząc więcej radioaktywnych pierwiastków poruszających płyty tektoniczne.

Historia i występowanie

Chociaż stosowanie uranu jest obecnie powszechne w elektrowniach, radioaktywny metal można prześledzić wstecz do 1500 roku, kiedy został odkryty.

Pierwsze odkrycie uranu miało miejsce w XVI wieku w kopalniach srebra na terenie dzisiejszej Republiki Czeskiej. W miejscach, w których można było zobaczyć uciekający srebrny deszcz, pojawił się uran, zyskując przydomek „blenda smołowa”, co oznacza „kamień pecha”.

Martin Klaproth, niemiecki chemik, w 1789 roku analizował próbki z kopalni srebra, kiedy je podgrzał i wyizolował „dziwny rodzaj półmetalu”, który obecnie znamy jako dwutlenek uranu. Nazwę nadał Klaproth na cześć nowo odkrytej w tym czasie planety Uran.

Czysty uran został po raz pierwszy wyizolowany w 1841 roku przez francuskiego chemika Eugène-Melchiora Péligota po podgrzaniu czterochlorku uranu z potasem.

W 1896 r. francuski fizyk Henri Becquerel dowiedział się o radioaktywnych właściwościach uranu iw tym samym roku odkrył radioaktywność. Zostawił sól, siarczan uranylowo-potasowy, na kliszy fotograficznej w szufladzie. Zobaczył, że szkło zaparowało z powodu uranu, który wyglądał, jakby był wystawiony na działanie promieni słonecznych. Doszedł do wniosku, że uran emitował własne promienie. Termin „radioaktywność” został wymyślony przez polskiego naukowca Marię Curie, która kontynuowała badania nad innymi pierwiastkami promieniotwórczymi, takimi jak rad i polon.

Być może wiesz, że uran rozpada się na wiele innych pierwiastków, uwalniając protony i zmieniając się w nie protaktyn, rad, radon, polon i inne. W sumie istnieje 14 przejść, z których wszystkie są radioaktywne aż do ostatecznego punktu spoczynku ołowiu. Cecha ta została odkryta przez Fredericka Soddy'ego i Ernesta Rutherforda w 1901 roku. Zanim to odkryto, sądzono, że tylko alchemicy zapuszczają się na terytorium zmiany jednego elementu na inny.

Czy wiesz, że miliardy lat temu nasza planeta stworzyła naturalne reaktory jądrowe? Przeanalizowano rudę uranu znalezioną w kopalni w Gabonie i stwierdzono, że procent uranu-235 wynosił 0,717 zamiast zwykłych 0,72%. Pracownicy odkryli, że w części kopalni w tajemniczy sposób zaginęło około 200 kg rudy uranu. Miał potencjał do napędzania ponad pół tuzina bomb atomowych. Stało się to w latach 70., kiedy spontaniczne występowanie reaktorów rozszczepienia jądrowego było tylko teorią. Brakująca część musiała mieć wyższe stężenie uranu-235 w środowisku, które mogło wspierać rozszczepianie jąder. Biorąc pod uwagę okres półtrwania uranu-235, naukowcy doszli do wniosku, że ponad 2 miliardy lat temu ruda uranu składała się z 3 procent metalu. Ilość była wystarczająco duża, aby wywołać reakcje rozszczepienia jądrowego w co najmniej 16 miejscach, które trwały i znikały przez tysiące lat. Średnia moc mogła być mniejsza niż 134,1 KM (100 kW), choć brzmi imponująco.

Wiele osób uważa, że ​​uran jest trudny do zdobycia ze względu na jego szeroko nagłaśniany wizerunek jako radioaktywnego metalu używanego w bombach atomowych. W rzeczywistości jest to dość powszechne, nawet bardziej powszechne niż złoto. Granit, który stanowi sześćdziesiąt procent skorupy ziemskiej, zawiera śladowe ilości uranu. Możesz być pewien, że uran jest wszędzie wokół nas. Ale nie powinieneś martwić się zatruciem radioaktywnym, ponieważ stężenie uranu jest znacznie niższe niż poziomy niebezpieczne, z wyjątkiem kilku miejsc. W tych miejscach znajdziesz górników wydobywających metal z ziemi.

Kazachstan ma około 33% całkowitej ilości uranu na świecie. Stany Zjednoczone zajmują w tym zestawieniu dziewiąte miejsce. Największe rezerwy rud uranu znajdują się w Australii. Kopalnia Olympic Dam Mine, położona w Australii Południowej, ma największe złoża uranu na świecie. Bakouma w Afryce Środkowej ma inne ważne rezerwy uranu.

Związki I Izotopy

Wysokie właściwości radioaktywne uranu oznaczają, że łatwo reaguje on z innymi pierwiastkami, tworząc związki, o czym świadczą próbki znalezione w rezerwach uranu. Kilka izotopy uranu występuje również na Ziemi.

Naturalny uran zawiera 99,3% uranu-238, 0,711% uranu-235 i niewielką ilość uranu-234. Są to trzy najczęstsze izotopy uranu.

Nisko wzbogacony uran ma więcej niż 0,711% uranu-235, ale mniej niż 20%. Komercyjne paliwo do reaktorów w większości reaktorów wykorzystuje nisko wzbogacony uran, który jest wzbogacony do ilości od 3% do 5% uranu-235. Jeśli ilość uranu-235 wynosi od 3% do 5%, określa się go jako „uran klasy reaktorowej”.

Wysoko wzbogacony uran ma ponad 20% uranu-235, który jest używany w broni jądrowej i reaktorach napędowych marynarki wojennej.

Zubożony uran zawiera mniej niż 0,711% uranu-235. Otrzymujesz go jako produkt uboczny metody wzbogacania.

Po wydobyciu uranu z rud uranu, stały związek jest kruszony na mniejsze kawałki, a uran jest z nich ekstrahowany przez ługowanie chemiczne. Po tym procesie otrzymujemy suchy proszek zwany „żółtkiem” o wzorze chemicznym U3O8. Proszek ma żółty kolor, stąd nazwa.

Często zadawane pytania

Czym wyróżnia się uran?

Izotop uran-235 sprawia, że ​​metal jest wyjątkowy, ponieważ jest jedynym izotopem występującym naturalnie i zdolnym do przeprowadzenia reakcji rozszczepienia jądrowego.

Czy uran jest ważny dla życia?

Uran jest ważny ze względu na jego wykorzystanie jako źródło energii, ale nie ma bezpośredniego wpływu na życie.

Do czego służy uran?

Uran jest używany m.in energia atomowa elektrownie do produkcji czystej energii w wielu krajach na całym świecie.

Gdzie występuje uran?

Uran występuje w większości skał znajdujących się w skorupie ziemskiej, podczas gdy woda morska zawiera również śladowe ilości tego metalu.

Ile elektronów ma uran?

Uran ma 92 elektrony.

Kto odkrył uran?

Martin Klaproth był niemieckim chemikiem, który w 1789 roku odkrył uran.

Ile neutronów ma uran?

Uran-235 składa się ze 143 neutronów.

Co to jest zubożony uran?

Jest to gęsty metal powstający jako produkt uboczny, gdy naturalny uran jest używany jako paliwo jądrowe.

Kiedy odkryto uran?

Uran został odkryty w 1789 roku.

Jakiego koloru jest uran?

Kolor uranu jest srebrzystoszary.

Ile protonów jest w uranie?

Uran ma 92 protony.

Ile elektronów walencyjnych ma uran?

Metal zawiera 6 elektronów walencyjnych.

Rajnandini jest miłośniczką sztuki iz entuzjazmem lubi przekazywać swoją wiedzę. Z tytułem magistra filologii angielskiej pracowała jako prywatna korepetytorka, aw ciągu ostatnich kilku lat zajęła się pisaniem treści dla firm takich jak Writer's Zone. Trójjęzyczna Rajnandini opublikowała również pracę w dodatku do „The Telegraph”, a jej poezja znalazła się na krótkiej liście w międzynarodowym projekcie Poems4Peace. Poza pracą jej zainteresowania to muzyka, filmy, podróże, filantropia, pisanie bloga i czytanie. Lubi klasyczną literaturę brytyjską.