Az urán a periódusos rendszer kémiai eleme, amelyet U szimbólum képvisel, amelynek atomszáma 92 és az aktinid családba tartozik.
Ez az elem a legnehezebb atommaggal a természetben.
Az urán legismertebb izotópjai: 234U, 235Huh 238U.
Ennek a fémnek a radioaktivitása miatt a fő alkalmazása a nukleáris energia előállítása a mag hasadásával. Ezenkívül az uránt a kőzetkorongok és az atomfegyverek területén használják.
Urán jellemzői
- Ez egy radioaktív elem.
- Sűrű, nagy keménységű fém.
- Rugalmas és alakítható.
- Színe ezüstös szürke.
- Szilárd állapotban bőségesen megtalálható.
- Atomja nagyon instabil, és a magban lévő 92 proton széteshet és más kémiai elemeket képezhet.
Urán tulajdonságai
Fizikai tulajdonságok
| Sűrűség | 18,95 g / cm3 |
|---|---|
| Fúziós pont | 1135 ° C |
| Forráspont | Olvadáspont: 4131 ° C |
| Szívósság | 6,0 (Mohs-skála) |
Kémiai tulajdonságok
| Osztályozás | Belső átmeneti fém |
|---|---|
| elektronegativitás | 1,7 |
| Ionizációs energia | 6,194 eV |
| Oxidációs állapotok | +3, +4, +5 ,+6 |
Hol található az urán?
A természetben az urán főleg érc formájában található meg. Ennek a fémnek a tartalékai feltárása érdekében tanulmányozzák az elem jelenlegi tartalmát és a technológia rendelkezésre állását a kitermelés és a kitermelés elvégzéséhez.
Uránércek
A levegőben lévő oxigénnel való könnyű reakciója miatt az urán általában oxidok formájában található meg.
| Érc | Fogalmazás |
|---|---|
| szurokérc | U3O8 |
| Uraninit | ou2 |
urán a világon
Az urán a világ több pontján megtalálható, jellemző ércként jellemezve, hogy a legtöbb kőzetben jelen van.
A legnagyobb uránkészletek a következő országokban találhatók: Ausztrália, Kazahsztán, Oroszország, Dél-Afrika, Kanada, az Egyesült Államok és Brazília.
Urán Brazíliában
Habár a brazil területek nem kerültek feltárásra, Brazília a hetedik helyet foglalja el az uránkészletek világranglistáján.
A két fő tartalék a Caetité (BA) és a Santa Quitéria (CE).
Urán-izotópok
| Izotóp | relatív bőség | felezési idő | radioaktív tevékenység |
|---|---|---|---|
| Urán-238 | 99,27 % | 4.510.000.000 év | 12 455 Bq.g-1 |
| Urán-235 | 0,72 % | 713 000 000 év | 80.011 Bq.g-1 |
| Urán-234 | 0,006 % | 247 000 év | 231 x 106 Bq.g-1 |
Mivel ez ugyanaz a kémiai elem, az összes izotópnak 92 protonja van a sejtmagban, következésképpen ugyanazok a kémiai tulajdonságok.
Bár a három izotóp radioaktív, a radioaktív aktivitás mindegyiküknél más és más. Csak az urán-235 hasadó anyag, ezért hasznos az atomenergia előállításában.
Urán radioaktív sorozat
Az urán izotópok radioaktív bomláson mennek keresztül, és más kémiai elemeket generálhatnak. Az a láncreakció történik, amíg stabil elem nem képződik és a transzformációk megszűnnek.
A következő példában az urán-235 radioaktív bomlása azzal ér véget, hogy a sorozat utolsó eleme a 207-es ólom.
Ez a folyamat fontos a Föld életkorának meghatározásához azáltal, hogy bizonyos urándartalmú kőzetekben mérjük az ólom mennyiségét, amely a radioaktív sorozat utolsó eleme.
Az urán története
Felfedezésére 1789-ben került sor Martin Klaproth német kémikus által, aki az Urán bolygó tiszteletére adta neki a nevét, és szintén ezen időszak körül fedezte fel.
1841-ben az uránt először izolálta Eugène-Melchior Péligot francia kémikus az urán-tetraklorid (UCl) redukciós reakciójával.4) kálium felhasználásával.
Henri Becquerel francia tudós csak 1896-ban fedezte fel, hogy ennek az elemnek radioaktivitása van, amikor urán-sókkal végzett kísérleteket végez.
Uránalkalmazások
Nukleáris energia
Az urán a meglévő üzemanyagok alternatív energiaforrása.
Ennek az elemnek az energiamátrix diverzifikálásához való felhasználása az olaj és a gáz árának emelkedésének tudható be, amellett, hogy a CO2 a légkörben és az üvegházhatásban.
Az energiatermelés az urán-235 mag hasadásával történik. A láncreakció szabályozott módon áll elő, és az atom számos átalakulása révén felszabadul az energia, amely mozgatja a gőzképző rendszert.
A víz hőgé változik, amikor hő formájában energiát kap, és a rendszer turbináit mozgatja és elektromos energiát termel.
Az urán átalakulása energiává
Az urán által felszabadított energia maghasadásból származik. Ha egy nagyobb mag elszakad, akkor nagy mennyiségű energia szabadul fel kisebb magok kialakulásakor.
Ebben a folyamatban van egy láncreakció, amely azzal kezdődik, hogy egy neutron nagy magot üt be, és két kisebb magra bontja. Az ebben a reakcióban felszabaduló neutronok más magok hasadását okozzák.
Ha egy neutron eltalálja, az urán-235 két kisebb magra szakadt és 3 neutron szabadult fel.
Az ebben a reakcióban felszabaduló energia 2,1010 kJ / mol. Etanolos égéskor a felszabaduló energia 98 kJ / mol. Ennek ismeretében láthatjuk ennek a folyamatnak a nagyságát, amelynek előállított energiája gyakorlatilag billiószor nagyobb, mint egy égési reakció.
Atomenergia Brazíliában
Brazíliának két atomerőműve van, amelyek dúsított uránt használnak. Angra dos Reis (RJ) községben találhatók.
Az Eletronuclear, a Brazíliában termonukleáris erőműveket üzemeltető vállalat szerint az Angra 1 rendelkezik kapacitás 657 megawatt villamos energia előállítására, míg az Angra 2 1350 megawatt elektromos.
radiometrikus datálás
A radiometrikus datálás során a radioaktív emissziókat a radioaktív bomlásban keletkező elem szerint mérik.
Az izotóp felezési idejének ismeretében meg lehet határozni az anyag életkorát, kiszámítva, hogy mennyi idő kellett a talált termék kialakulásához.
Az urán-238 és az urán-235 izotópokat a magmás kőzetek és más típusú radiometrikus datálás becsléséhez használják.
Atombomba
Nál nél Második világháború az első atombombát használták, amely az urán elemet tartalmazta.
Az urán-235 izotóppal egy láncreakció kezdődött a mag hasadásától, amely a másodperc töredéke alatt robbanást generált a felszabaduló rendkívül nagy mennyiségű energia miatt.
További szövegek a témában:
- Manhattan-projekt
- Hidrogénbomba
- Nukleáris fúzió
- Nukleáris hulladék
