Το ουράνιο είναι ένα ραδιενεργό χημικό στοιχείο βρίσκονται στη φύση και χρησιμοποιούνται κυρίως για την παραγωγή ηλεκτρική ενέργεια. Εκτός από την ενέργεια, το ουράνιο χρησιμοποιείται σε ιατρικές διαδικασίες και, δυστυχώς, σε πυρηνικές βόμβες.
Το ουράνιο αντιπροσωπεύεται από το σύμβολο "U" και αποτελείται κυρίως από το Ισότοπα U-235 και U-238. Το 99,7% του ουρανίου αποτελείται από το ισότοπο 238 και μόνο το 0,7% του ισότοπου U-235.
Αυτό το στοιχείο ανακαλύφθηκε στη Γερμανία το έτος 1789 και το όνομά του ήταν αφιέρωμα στον πλανήτη Ουρανός, που ανακαλύφθηκε 8 χρόνια νωρίτερα. Η ραδιενέργεια, ωστόσο, ανακαλύφθηκε μόνο το 1896.
Το ουράνιο είναι το τελευταίο φυσικό στοιχείο στον περιοδικό πίνακα και έχει τον βαρύτερο ατομικό πυρήνα στη φύση. Από τη σχάση του πυρήνα παράγεται η ηλεκτρική ενέργεια.
Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από ουράνιο είναι μια εναλλακτική λύση για τα ορυκτά καύσιμα όπως το πετρέλαιο και ο άνθρακας. Σήμερα, Το 16% της παγκόσμιας ηλεκτρικής ενέργειας προέρχεται από ουράνιο.
Μετάλλευμα ουρανίου.
Καταλάβετε τι το ραδιοενέργεια.
Χαρακτηριστικά ουρανίου
- Υπό κανονικές συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης, είναι στερεό.
- Έχει ασημί γκρι χρωματισμό.
- Είναι ένα ραδιενεργό μέταλλο και η αντιδραστικότητά του αυξάνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία.
- Έχει υψηλή πυκνότητα και σκληρότητα.
Δείτε επίσης την έννοια του φυσικοί πόροι.
Ουράνιο στη Βραζιλία
Η Βραζιλία είναι η 7ο μεγαλύτερο απόθεμα ουρανίου στον κόσμο, αλλά μπορεί να ανέβει σε αυτήν τη θέση, καθώς έχει ερευνηθεί μόνο το 30% της επικράτειάς του. Αυτό σημαίνει ότι ενδέχεται να υπάρχουν ορυχεία ουρανίου στο έδαφος της Βραζιλίας που εξακολουθούν να είναι άγνωστα.
Τα κύρια ορυχεία ουρανίου στη Βραζιλία είναι το Caetité στη Bahia και το Santa Quitéria στην Ceará. Συνολικά, παράγονται 276.000 τόνοι ουρανίου ετησίως στη χώρα.
Από τα ορυχεία, το εκχυλισμένο ουράνιο μεταφέρεται στην πόλη Rezende, στο Ρίο ντε Τζανέιρο, όπου βρίσκονται τα πυρηνικά εργοστάσια Angra I και Angra II.
Στη Βραζιλία, το 99% του ουρανίου χρησιμοποιείται για την παραγωγή ενέργειας, το υπόλοιπο 1% χρησιμοποιείται στην ιατρική και τη γεωργία.
Ουράνιο στον κόσμο
Τα μεγαλύτερα αποθέματα ουρανίου στον κόσμο βρίσκονται στην Αυστραλία, ακολουθούμενα από το Καζακστάν, τη Ρωσία, τον Καναδά, τον Νίγηρα, τη Νότια Αφρική και τη Βραζιλία.
Όσον αφορά την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, ο Καναδάς, το Καζακστάν και η Αυστραλία είναι οι παγκόσμιοι ηγέτες και παράγουν μαζί περισσότερο από το ήμισυ της πυρηνικής ενέργειας του πλανήτη.
Ελέγξτε τα αποθέματα και την παραγωγή καθεμιάς από αυτές τις χώρες στον πίνακα:
| Γονείς |
Αποθεματικό ουρανίου Χιλιάδες τόνοι / έτος |
Εμπλουτισμένη παραγωγή ουρανίου Τόνοι / έτος |
|---|---|---|
Αυστραλία |
1.661 | 7.743 |
| Καζακστάν | 629 | 7.994 |
| Ρωσία | 487 | 3.239 |
| Καναδάς | 468 | 10.485 |
| Νίγηρας | 421 | 3.355 |
| Βραζιλία | 276 | 238 |
Ουράνιο και πυρηνική ενέργεια
Το ισότοπο που μπορεί να παράγει ενέργεια από τη σχάση του πυρήνα είναι το U-235, το οποίο διατίθεται σε μικρότερη ποσότητα, οπότε εμπλουτίζεται το ουράνιο.
Για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, η συγκέντρωση του U-235 πρέπει να κυμαίνεται μεταξύ 3% και 4%. Ο εμπλουτισμός ουρανίου μπορεί να γίνει μέσω δύο διαφορετικών διεργασιών: εξαιρετικά φυγοκέντρηση και αέρια διάχυση. Και οι δύο διαδικασίες διαχωρίζουν τα ισότοπα για να αυξήσουν τη συγκέντρωση του U-235.
Ο πυρηνική ενέργεια θεωρείται ενέργεια ΚΑΘΑΡΗ, καθώς δεν εκπέμπει αέρια θερμοκηπίου και παράγει λίγα απόβλητα. Αλλα πλεονέκτημα αυτής της ενέργειας είναι η μεταφορά και αποθήκευση, καθώς καταλαμβάνει λίγο χώρο.
Η εμπλουτισμένη γκοφρέτα ουρανίου έχει διάμετρο 1 εκατοστό και 1 εκατοστόμετρο και την αποτελεσματικότητά του η ενέργεια είναι πολύ υψηλή: με δύο δισκία είναι δυνατή η παραγωγή ενέργειας για ένα σπίτι με 4 άτομα για ένα μήνα ολόκληρος.
Ως εκ τούτου, είναι μια εξαιρετική εναλλακτική λύση για το πετρέλαιο και τον άνθρακα, που εκτός από τις αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον, καταλαμβάνουν περισσότερο χώρο: 1 κιλό ουράνιο παράγει ηλεκτρική ενέργεια ισοδύναμη με 10 τόνους λαδιού και 20 τόνους κάρβουνο.
τον κύκλο ουρανίου
Αφού ληφθεί από τη φύση και εμπλουτιστεί, το ουράνιο συνθλίβεται και ομαδοποιείται σε μικρά δισκία. Σε αυτό το στάδιο, τα ένθετα είναι εύθραυστα και υπόκεινται σε υψηλές θερμοκρασίες για να γίνουν πιο ανθεκτικά.
Τα σκληρυμένα ένθετα τοποθετούνται σε ισχυρές ράβδους από κράμα χάλυβα. Κάθε ράβδος έχει 335 ένθετα και το σετ των 236 ράβδων σχηματίζει μια μεταλλική δομή που ονομάζεται στοιχείο καυσίμου, ο οποίος θα τροφοδοτήσει τον αντιδραστήρα για παραγωγή ενέργειας.
Μόλις το στοιχείο καυσίμου βρίσκεται στον αντιδραστήρα, ξεκινά η διαδικασία σχάσης. Η σχάση του πυρήνα προκαλείται από τον βομβαρδισμό νετρονίων στον πυρήνα των ατόμων ουρανίου.
Όταν το νετρόνιο χτυπά τον πυρήνα, χωρίζεται σε δύο και απελευθερώνει πολλή ενέργεια και άλλα νετρόνια, τα οποία θα βομβαρδίσουν άλλους πυρήνες, προκαλώντας αλυσιδωτή αντίδραση.
Αυτή η διαδικασία παράγει θερμότητα που θερμαίνει το νερό στο σύστημα. Ο ατμός από αυτό το νερό ενεργοποιεί τους στροβίλους που, σε λειτουργία, αρχίζουν να παράγουν ηλεκτρισμό.
καταλαβαίνω περισσότερα για πυρηνική διάσπαση.
Μειονεκτήματα της πυρηνικής ενέργειας
Ένα από τα κύρια μειονεκτήματα σε σχέση με την πυρηνική ενέργεια είναι το κίνδυνος πυρηνικών ατυχημάτων και την πιθανότητα μόλυνσης του περιβάλλοντος. Οι περιοχές που έχουν μολυνθεί από το ουράνιο γίνονται ακατοίκητες.
Ο πυρηνικά απόβλητα είναι επίσης αρνητική συνέπεια. Τα υπολείμματα της διαδικασίας δεν μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν και πρέπει να απορριφθούν σωστά, σαν να μπαίνουν επαφή με τον άνθρωπο, μπορεί να προκαλέσει ασθένειες όπως καρκίνο, γενετικές μεταλλάξεις και ακόμη και θάνατο άμεσος.
μάθετε περισσότερα για πυρηνική ενέργεια και ενεργειακή μήτρα.
Ουράνιο και πυρηνικές βόμβες
Ενώ για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, το ουράνιο πρέπει να εμπλουτιστεί έως ότου φτάσει το 3% ή το 4% του ουράνιο 235, για την παραγωγή ατομικής βόμβας, το ποσοστό αυτού του ισότοπου πρέπει να είναι τουλάχιστον 90%.
Όταν εμπλουτίζεται σε αυτά τα επίπεδα, η σχάση του πυρήνα μετά τον βομβαρδισμό από νετρόνια είναι παράλογα μεγάλη, ικανή να προκαλέσει τεράστια ζημιά.
Η βόμβα έπεσε από τις Ηνωμένες Πολιτείες στην πόλη Χιροσίμα, στην Ιαπωνία, στο τέλος του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου, κάλεσε μικρό αγόρι, φτιάχτηκε με 50 κιλά ουρανίου 235. Αυτή η βόμβα είχε το καταστροφικό δυναμικό που ισοδυναμεί με 15 χιλιάδες τόνους TNT.
Σύννεφο πάνω από τη Χιροσίμα μετά από πτώση ατομικής βόμβας.
μικρό αγόρι παρήγαγε κύματα θερμότητας έως και 4 χιλιάδες βαθμούς και ανέμους με ταχύτητα 440 μέτρα ανά δευτερόλεπτο.
Τη στιγμή της έκρηξης, η βόμβα σκότωσε 80.000 ανθρώπους και η ακτινοβολία μολύνθηκε χιλιάδες ακόμη στην πόλη. Εκτός από τους θανάτους που εξακολουθούν να συμβαίνουν σήμερα, οι γενετικές βλάβες που προκαλούνται από την ακτινοβολία θα γίνουν αισθητές από αμέτρητες γενιές θυμάτων.
