El uranio es un elemento químico de la tabla periódica representado por el símbolo U, cuyo número atómico es 92 y pertenece a la familia de los actínidos.
Es el elemento con el núcleo atómico más pesado de la naturaleza.
Los isótopos de uranio más conocidos son: 234U, 235Eh 238U.
Debido a la radiactividad de este metal, su principal aplicación es la generación de energía nuclear a través de la fisión de su núcleo. Además, el uranio se utiliza en la datación de rocas y en armamento nuclear.
Características del uranio
- Es un elemento radiactivo.
- Metal denso de alta dureza.
- Dúctil y maleable.
- Su coloración es gris plateada.
- Se encuentra en abundancia en estado sólido.
- Su átomo es muy inestable y los 92 protones del núcleo pueden desintegrarse y formar otros elementos químicos.
Propiedades del uranio
Propiedades físicas
| Densidad | 18,95 g / cm33 |
|---|---|
| Punto de fusión | 1135 ° C |
| Punto de ebullición | 4131 ° C |
| Tenacidad | 6.0 (escala de Mohs) |
Propiedades químicas
| Clasificación | Metal de transición interno |
|---|---|
| electronegatividad | 1,7 |
| Energía de ionización | 6.194 eV |
| Estados de oxidación | +3, +4, +5 ,+6 |
¿Dónde se encuentra el uranio?
En la naturaleza, el uranio se encuentra principalmente en forma de minerales. Para explorar las reservas de este metal se estudia el contenido actual del elemento y la disponibilidad de tecnología para llevar a cabo la extracción y explotación.
Minerales de uranio
Debido a su facilidad de reacción con el oxígeno del aire, el uranio se encuentra generalmente en forma de óxidos.
| Mineral | Composición |
|---|---|
| pechblenda | U3O8 |
| Uraninita | UNED2 |
uranio en el mundo
El uranio se puede encontrar en varias partes del mundo, caracterizándose como un mineral común por estar presente en la mayoría de las rocas.
Las mayores reservas de uranio se encuentran en los siguientes países: Australia, Kazajstán, Rusia, Sudáfrica, Canadá, Estados Unidos y Brasil.
Uranio en Brasil
Aunque no se ha prospectado todo el territorio brasileño, Brasil ocupó la séptima posición en el ranking mundial de reservas de uranio.
Las dos reservas principales son Caetité (BA) y Santa Quitéria (CE).
Isótopos de uranio
| Isótopo | abundancia relativa | tiempo de vida media | actividad radiactiva |
|---|---|---|---|
| Uranio-238 | 99,27 % | 4.510.000.000 años | 12.455 Bq.g-1 |
| Uranio-235 | 0,72 % | 713.000.000 años | 80.011 Bq.g-1 |
| Uranio-234 | 0,006 % | 247.000 años | 231 x 106 Bq.g-1 |
Por ser el mismo elemento químico, todos los isótopos tienen 92 protones en el núcleo y, en consecuencia, las mismas propiedades químicas.
Aunque los tres isótopos tienen radiactividad, la actividad radiactiva es diferente para cada uno de ellos. Solo el uranio-235 es un material fisionable y, por tanto, útil en la producción de energía nuclear.
Serie radiactiva de uranio
Los isótopos de uranio pueden sufrir desintegración radiactiva y generar otros elementos químicos. Lo que sucede es una reacción en cadena hasta que se forma un elemento estable y cesan las transformaciones.
En el siguiente ejemplo, la desintegración radiactiva del uranio-235 termina siendo el plomo-207 el último elemento de la serie.
Este proceso es importante para determinar la edad de la Tierra midiendo la cantidad de plomo, el último elemento de la serie radiactiva, en ciertas rocas que contienen uranio.
Historia del uranio
Su descubrimiento tuvo lugar en 1789 por el químico alemán Martin Klaproth, quien le dio su nombre en honor al planeta Urano, también descubierto en esta época.
En 1841, el químico francés Eugène-Melchior Péligot aisló uranio por primera vez mediante una reacción de reducción de tetracloruro de uranio (UCl).4) usando potasio.
Recién en 1896, el científico francés Henri Becquerel descubrió que este elemento presentaba radiactividad al realizar experimentos con sales de uranio.
Aplicaciones de uranio
Energía nuclear
El uranio es una fuente de energía alternativa para los combustibles existentes.
El uso de este elemento para diversificar la matriz energética se debe al aumento en el precio del petróleo y el gas, además de la preocupación ambiental con la liberación de CO2 en la atmósfera y el efecto invernadero.
La producción de energía se produce a través de la fisión del núcleo de uranio-235. Se produce una reacción en cadena de forma controlada y a partir de las numerosas transformaciones que sufre el átomo se produce la liberación de energía que mueve un sistema de generación de vapor.
El agua se transforma en vapor al recibir energía en forma de calor y hace que las turbinas del sistema se muevan y generen energía eléctrica.
Transformación de uranio en energía
La energía liberada por el uranio proviene de la fisión nuclear. Cuando se rompe un núcleo más grande, se libera una gran cantidad de energía en la formación de núcleos más pequeños.
En este proceso, hay una reacción en cadena que comienza con un neutrón que golpea un núcleo grande y lo rompe en dos núcleos más pequeños. Los neutrones liberados en esta reacción provocarán la fisión de otros núcleos.
Cuando es golpeado por un neutrón, el uranio-235 se divide en dos núcleos más pequeños y libera 3 neutrones.
La energía liberada en esta reacción es 2.1010 kJ / mol. En la combustión de etanol, la energía liberada es de 98 kJ / mol. Ante esto, podemos ver la magnitud de este proceso, cuya energía producida es prácticamente un billón de veces mayor que una reacción de combustión.
Energía nuclear en Brasil
Brasil tiene dos plantas de energía nuclear que utilizan uranio enriquecido. Están ubicados en el municipio de Angra dos Reis (RJ).
Según Eletronuclear, la empresa que opera plantas termonucleares en Brasil, Angra 1 ha capacidad para generar 657 megavatios de electricidad, mientras que Angra 2 puede generar 1.350 megavatios eléctrico.
datación radiométrica
En la datación radiométrica, las emisiones radiactivas se miden según el elemento generado en la desintegración radiactiva.
Conociendo la vida media del isótopo, es posible determinar la edad del material calculando cuánto tiempo tardó en formarse el producto encontrado.
Los isótopos de uranio-238 y uranio-235 se utilizan para estimar la edad de las rocas ígneas y otros tipos de datación radiométrica.
Bomba atómica
A II Guerra Mundial se utilizó la primera bomba atómica, que contenía el elemento uranio.
Con el isótopo uranio-235 se inició una reacción en cadena a partir de la fisión del núcleo, que en una fracción de segundo generó una explosión debido a la extremadamente poderosa cantidad de energía liberada.
Vea más textos sobre el tema:
- Proyecto Manhattan
- Bomba de hidrogeno
- Fusión nuclear
- Desperdicios nucleares
