यूरेनियम: यह क्या है, विशेषताएं और अनुप्रयोग

यूरेनियम आवर्त सारणी पर एक रासायनिक तत्व है जिसे प्रतीक U द्वारा दर्शाया गया है, जिसका परमाणु क्रमांक 92 है और यह एक्टिनाइड परिवार से संबंधित है।

यह प्रकृति में सबसे भारी परमाणु नाभिक वाला तत्व है।

यूरेनियम के सबसे प्रसिद्ध समस्थानिक हैं: ²³⁴यू, ²³⁵हुह ²³⁸यू

इस धातु की रेडियोधर्मिता के कारण, इसका मुख्य उपयोग इसके कोर के विखंडन के माध्यम से परमाणु ऊर्जा उत्पन्न करने में है। इसके अलावा, यूरेनियम का उपयोग रॉक डेटिंग और परमाणु हथियारों में किया जाता है।

आवर्त सारणी में यूरेनियम का स्थान

यूरेनियम के लक्षण

• यह एक रेडियोधर्मी तत्व है।
• उच्च कठोरता की घनी धातु।
• तन्य और निंदनीय।
• इसका रंग सिल्वर ग्रे है।
• यह ठोस अवस्था में प्रचुर मात्रा में पाया जाता है।
• इसका परमाणु अत्यधिक अस्थिर है और नाभिक में 92 प्रोटॉन विघटित हो सकते हैं और अन्य रासायनिक तत्व बना सकते हैं।

यूरेनियम गुण

भौतिक गुण

घनत्व	18.95 ग्राम/सेमी^3
संलयन बिंदु	११३५ डिग्री सेल्सियस
क्वथनांक	4131 डिग्री सेल्सियस
बेरहमी	6.0 (मोह स्केल)

रासायनिक गुण

वर्गीकरण	आंतरिक संक्रमण धातु
वैद्युतीयऋणात्मकता	1,7
आयनीकरण ऊर्जा	६.१९४ ईवी
ऑक्सीकरण राज्य	+3, +4, +5 ,+6

यूरेनियम कहाँ पाया जाता है?

प्रकृति में यूरेनियम मुख्य रूप से अयस्कों के रूप में पाया जाता है। इस धातु के भंडार का पता लगाने के लिए, तत्व की वर्तमान सामग्री और निष्कर्षण और शोषण करने के लिए प्रौद्योगिकी की उपलब्धता का अध्ययन किया जाता है।

यूरेनियम अयस्क

हवा में ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया में आसानी के कारण, यूरेनियम आमतौर पर ऑक्साइड के रूप में पाया जाता है।

अयस्क	रचना
पिचब्लेंडे	यू3हे8
यूरेनिनाइट	कहां2

दुनिया में यूरेनियम

यूरेनियम दुनिया के कई हिस्सों में पाया जा सकता है, जिसे अधिकांश चट्टानों में मौजूद होने के लिए एक सामान्य अयस्क के रूप में जाना जाता है।

सबसे बड़ा यूरेनियम भंडार निम्नलिखित देशों में पाया जाता है: ऑस्ट्रेलिया, कजाकिस्तान, रूस, दक्षिण अफ्रीका, कनाडा, संयुक्त राज्य अमेरिका और ब्राजील।

ब्राजील में यूरेनियम

हालांकि ब्राजील के सभी क्षेत्रों की संभावना नहीं है, ब्राजील ने यूरेनियम भंडार की विश्व रैंकिंग में सातवें स्थान पर कब्जा कर लिया है।

दो मुख्य भंडार कैटिटे (बीए) और सांता क्विटेरिया (सीई) हैं।

यूरेनियम समस्थानिक

आइसोटोप	सापेक्ष प्रचुरता	आधा जीवन काल	रेडियोधर्मी गतिविधि
यूरेनियम-238	99,27 %	4,510,000,000 वर्ष	12,455 बीक्यू.जी^-1
यूरेनियम-235	0,72 %	713,000,000 वर्ष	80.011 बीक्यू.जी^-1
यूरेनियम-234	0,006 %	२४७,००० वर्ष	२३१ x १०^6 बीक्यू.जी^-1

क्योंकि यह एक ही रासायनिक तत्व है, सभी समस्थानिकों के नाभिक में 92 प्रोटॉन होते हैं और फलस्वरूप, समान रासायनिक गुण होते हैं।

हालांकि तीन समस्थानिकों में रेडियोधर्मिता होती है, लेकिन उनमें से प्रत्येक के लिए रेडियोधर्मी गतिविधि अलग होती है। केवल यूरेनियम -235 एक विखंडनीय पदार्थ है और इसलिए, परमाणु ऊर्जा के उत्पादन में उपयोगी है।

यूरेनियम रेडियोधर्मी श्रृंखला

यूरेनियम समस्थानिक रेडियोधर्मी क्षय से गुजर सकते हैं और अन्य रासायनिक तत्व उत्पन्न कर सकते हैं। क्या होता है एक श्रृंखला प्रतिक्रिया जब तक एक स्थिर तत्व नहीं बनता है और परिवर्तन बंद हो जाते हैं।

निम्नलिखित उदाहरण में, यूरेनियम -235 का रेडियोधर्मी क्षय सीसा -207 श्रृंखला में अंतिम तत्व होने के साथ समाप्त होता है।

कुछ यूरेनियम युक्त चट्टानों में, रेडियोधर्मी श्रृंखला में अंतिम तत्व, सीसा की मात्रा को मापकर पृथ्वी की आयु निर्धारित करने में यह प्रक्रिया महत्वपूर्ण है।

यूरेनियम का इतिहास

इसकी खोज 1789 में जर्मन रसायनज्ञ मार्टिन क्लाप्रोथ ने की थी, जिन्होंने इसे यूरेनस ग्रह के सम्मान में अपना नाम दिया था, इस अवधि के आसपास भी खोजा गया था।

1841 में, यूरेनियम टेट्राक्लोराइड (यूसीएल) की कमी प्रतिक्रिया के माध्यम से पहली बार यूरेनियम को फ्रांसीसी रसायनज्ञ यूजीन-मेल्चियोर पेलिगोट द्वारा पृथक किया गया था।₄) पोटेशियम का उपयोग करना।

केवल 1896 में, फ्रांसीसी वैज्ञानिक हेनरी बेकरेल ने पाया कि यूरेनियम लवण के साथ प्रयोग करते समय इस तत्व में रेडियोधर्मिता थी।

यूरेनियम अनुप्रयोग

परमाणु ऊर्जा

परमाणु ऊर्जा संयंत्र की संचालन योजना

यूरेनियम मौजूदा ईंधन के लिए एक वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत है।

ऊर्जा मैट्रिक्स में विविधता लाने के लिए इस तत्व का उपयोग तेल और गैस की कीमत में वृद्धि के साथ-साथ सीओ की रिहाई के साथ पर्यावरणीय चिंता के कारण है।₂ वातावरण और ग्रीनहाउस प्रभाव में।

ऊर्जा उत्पादन यूरेनियम-235 कोर के विखंडन से होता है। एक श्रृंखला प्रतिक्रिया एक नियंत्रित तरीके से उत्पन्न होती है और परमाणु के कई परिवर्तनों से, ऊर्जा की रिहाई होती है जो भाप उत्पादन प्रणाली को स्थानांतरित करती है।

गर्मी के रूप में ऊर्जा प्राप्त करने पर पानी भाप में बदल जाता है और सिस्टम के टर्बाइनों को विद्युत ऊर्जा को स्थानांतरित करने और उत्पन्न करने का कारण बनता है।

यूरेनियम का ऊर्जा में परिवर्तन

यूरेनियम द्वारा जारी ऊर्जा परमाणु विखंडन से आती है। जब एक बड़ा नाभिक टूटता है, तो छोटे नाभिक के निर्माण में बड़ी मात्रा में ऊर्जा निकलती है।

इस प्रक्रिया में, एक श्रृंखला प्रतिक्रिया होती है जो एक न्यूट्रॉन से शुरू होती है जो एक बड़े नाभिक से टकराती है और इसे दो छोटे नाभिकों में तोड़ देती है। इस प्रतिक्रिया में निकलने वाले न्यूट्रॉन अन्य नाभिकों के विखंडन का कारण बनेंगे।

न्यूट्रॉन से टकराने पर, यूरेनियम -235 दो छोटे नाभिकों में विभाजित हो गया और 3 न्यूट्रॉन छोड़े गए।

इस प्रतिक्रिया में जारी ऊर्जा है 2.10¹⁰ केजे / मोल। इथेनॉल दहन में, जारी ऊर्जा 98 kJ/mol है। इसे देखते हुए, हम इस प्रक्रिया की भयावहता को देख सकते हैं, जिसकी उत्पादित ऊर्जा दहन प्रतिक्रिया से व्यावहारिक रूप से एक ट्रिलियन गुना अधिक है।

ब्राजील में परमाणु ऊर्जा

ब्राजील में दो परमाणु ऊर्जा संयंत्र हैं जो समृद्ध यूरेनियम का उपयोग करते हैं। वे अंगरा डॉस रीस (आरजे) की नगर पालिका में स्थित हैं।

इलेट्रोन्यूक्लियर के अनुसार, ब्राजील में थर्मोन्यूक्लियर प्लांट संचालित करने वाली कंपनी, अंगरा 1 में है 657 मेगावाट बिजली पैदा करने की क्षमता, जबकि अंगरा 2 1,350 मेगावाट बिजली पैदा कर सकती है बिजली।

रेडियोमेट्रिक डेटिंग

एक रेडियोधर्मी तत्व से नए तत्वों की उत्पत्ति

रेडियोमेट्रिक डेटिंग में, रेडियोधर्मी क्षय में उत्पन्न तत्व के अनुसार रेडियोधर्मी उत्सर्जन को मापा जाता है।

आइसोटोप के आधे जीवन को जानने के बाद, सामग्री की आयु निर्धारित करना संभव है, यह गणना करके कि पाया गया उत्पाद बनने में कितना समय लगा।

यूरेनियम -238 और यूरेनियम -235 समस्थानिकों का उपयोग आग्नेय चट्टानों और अन्य प्रकार के रेडियोमेट्रिक डेटिंग की आयु का अनुमान लगाने के लिए किया जाता है।

परमाणु बम

परमाणु बम में ऊर्जा का विमोचन

पर द्वितीय विश्वयुद्ध पहले परमाणु बम का इस्तेमाल किया गया था, जिसमें यूरेनियम तत्व था।

यूरेनियम -235 आइसोटोप के साथ नाभिक के विखंडन से एक श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू हुई, जिसने एक सेकंड के एक अंश में, अत्यधिक शक्तिशाली मात्रा में जारी ऊर्जा के कारण एक विस्फोट उत्पन्न किया।

इस विषय पर और पाठ देखें:

• मैनहट्टन परियोजना
• उदजन बम
• परमाणु संलयन
• परमाणु कचरा