UraniuConfigurația electronică a atomului de uraniu
Uraniul are cea mai maremasă atomică dintre toate elementele naturale (a se vedeaplutoniu). Uraniul este aproximativ cu 70% maidens decâtplumbul și este ușorradioactiv. Distribuția sa naturală este de circa câteva părți per milion în sol și roci și de circa 1000 de ori mai scăzută în apă. Uraniul este extras industrial dinminereuri uranifere relativ bogate în conținut (de exempluuraninit), prin procedee mecanice, fizice și chimice.
Probă de uraniu
Forma naturală a elementului chimicUraniu care are numărul atomic 92.Principaliiizotopi ai uraniului sunt:
Uraniul este folosit pe post de colorant însticla de uraniu, producând diferite tente de culoare, de la portocaliu-roșu până la galben-lămâi. A fost de asemenea folosit și pentru a umbri și a da tente de culoare înarta fotografică. Descoperirea, în anul 1789 a uraniului în mineralulpehblendă, îi este acreditată luiMartin Heinrich Klaproth, care a numit noul element după planetaUranus. Eugène-Melchior Péligot a fost prima persoană care a reușit să izoleze acest metal, iar proprietățile sale radioactive au fost descoperite, în 1896, de cătreAntoine Becquerel. Cercetările luiEnrico Fermi,Otto Hahn și alții, începând din 1934, au condus la folosirea acestuia drept combustibil în industria energiei nucleare și înLittle Boy, prima armă nucleară folosită în război. Disputa ce a dat tonulRăzboiului Rece întreStatele Unite șiUniunea Sovietică a dus la producerea a zeci de mii de arme nucleare ce foloseauuraniu îmbogățit, sau un derivat al uraniului, plutoniul. Date despre securizarea acestor arme și a materialelor fisionabile folosite în acestea, potrivit articolului "destrămarea Uniunii Sovietice" în 1991, împreună cu sumedenia deteste nucleare șiaccidente nucleare reprezintă o neliniște pentru sănătatea și siguranța publică.
Uraniul este unmetal care face parte dintreelementele chimice care au jucat un rol deosebit la dezvoltareaenergeticii nucleare prin proprietatea acestuia de a fifisionabil și a elibera energie. Uraniul este destul de răspândit în natură sub forma diferitelor tipuri de minereuri (pehblendă, uraninit, torbernit, carnotit, etc.). Uraniul este folosit, actualmente, drept combustibil nuclear sub forma uraniului metalic sau a unor compuși chimici. În reactorul nuclear este produsă, de fapt, o explozie atomică controlată prin intermediul unor bare absorbante de neutroni (conținândbor saucadmiu) care au rolul de a absorbi neutronii în exces. În toate cazurile se pune problema obținerii, fie a uraniului, fie a unor săruri ale acestuia de puritate nucleară. Impuritățile (chiar urme, de exemplu, bor, element cu secțiune de captură foarte mare) pot duce la deranjamente grave, din cauza unor secțiuni de captură mari. Datorită acestui lucru apare necesitatea utilizării unei tehnologii de purificare a substanțelor. Uraniul formează o serie de oxizi, dintre care îi amintim pe cei mai importanți: U3O8, UO3 și UO2. Primul se poate obține din calcinareadiuranatului de amoniu și azotatului de uraniu, UO3 rezultă prin calcinarea azotatului, iar UO2 prin reducerea UO3 cu H2. Uraniul natural are un conținut scăzut în izotopul235U, izotop fisionabil utilizat la reactorii nucleari. În cazul reactorilormoderați cu grafit și răcițiapa ușoară se pune problema îmbogățirii uraniului, crescând concentrația în izotopul235U (care există cam în proporție de 0,5-1 % în uraniul natural, restul fiind238U nefisionabil). Un exemplu de proces de îmbogățire este următorul: în prima fază se amestecă UF6 cu un gaz purtător (H2 sau He). Curentul de gaze este trecut printr-o centrifugă de îmbogățire compusă dintr-un cilindru metalic care se rotește foarte repede (20 000 rotații/minut). Aici are loc separarea izotopilor după masele lor. Spre centrul cilindrului ajunge izotopul ușor,235U care părăsește cilindrul printr-o serie de conducte și ajunge într-o uzină de procesare unde este transformat în oxizi. Izotopul238U se va deplasa spre exteriorul cilindrului, loc de unde va fi colectat și va fi utilizat, în general, la prepararea unor reactivi de laborator [UO2(CH3COO)2, UO2(NO3)2] care nu trebuie să conțină izotopul periculos (emite și raze gamma)235U. Alte metode de îmbogățire sunt difuzia gazoasă, separarea electromagnetică (în calutron), etc.
Metal radioactiv, Izotopul235U având timpul de înjumătățire de cca. 760 de milioane de ani.
Are densitate foarte mare, lucru care-l face să fie utilizat (izotopul238U) la fabricarea unor greutăți mici (de exemplu pentru giroscoape), dar cu masa mare, de asemenea, izotopul menționat se poate utiliza la fabricarea blindajelor pentru tancuri, dar și pentru fabricarea muniției (proiectile cu vârf de uraniu). Dezavantajul muniției de uraniu este contaminarea terenului la momentul exploziei, un lucru nedorit, praful de uraniu putând ajunge în organisme vii unde va provoca mutații în celule și deci cancer (uraniul și toate radioelementele sunt cunoscute pentru proprietățile lor mutagene și cancerigene- atenție nu există studii care să coroboreze direct acest lucru în cazul uraniului, care nu a fost îmbogățit sau alterat). În anumite cazuri, uraniul se utilizează la ecranarea unor surse foarte puternice de radiație (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 porțelan și a sticlei (sticla de uraniu). În anumite cazuri, oxidul de uraniu a fost utilizat la fabricarea danturilor false. Uraniul era adăugat pentru că dinții falși să aibă fluorescența celor adevărați. În general, oxizii uraniului au fost folosiți ca și coloranți. Chiar și oxidul negru de uraniu a fost folosit pentru emailarea anumitor vase de porțelan. Sărurile de uraniu (azotat) erau folosite în tehnica fotografică, pentru realizarea fotografiilor în tonurisepia.
În anul 2009, producția mondială de uraniu a fost de circa 50.000 de tone, cea mai mare cantitate fiind extrasă dinKazahstan.[3]Australia este și ea un jucător important pe piața uraniului: nu numai că deține 23% din rezervele mondiale, dar pe teritoriul său există cel mai mare zăcământ din lume, celebrele mine Olympic Dam, din sudul țării.Statele Unite sunt cel mai mare consumator de uraniu, cu o medie de 9.000 de tone consumate anual.[3]
Un raport oficial întocmit de experții Uniunii Europene la nivelul anului 2001 stipula încă de pe atunci că resursele mondiale de uraniu vor mai ajunge doar pentru 42 de ani de exploatări.[3]
Dacă la nivelul anului 2001, prețul uraniului era de 6,4 $/livră (1 livră= 453 g), în anul 2010 prețul a ajuns la valoarea de 46,5 $/livră.[3]
