Uranium adalah unsur kimia pada Tabel Periodik yang diwakili oleh simbol U, yang nomor atomnya 92 dan termasuk dalam keluarga aktinida.
Ini adalah elemen dengan inti atom terberat di alam.
Isotop uranium yang paling terkenal adalah: 234kamu, 235Hah 238U.
Karena radioaktivitas logam ini, aplikasi utamanya adalah dalam menghasilkan energi nuklir melalui pembelahan intinya. Selanjutnya, uranium digunakan dalam penanggalan batu dan persenjataan nuklir.
Karakteristik Uranium
- Itu adalah elemen radioaktif.
- Logam padat kekerasan tinggi.
- Ulet dan mudah dibentuk.
- Warnanya abu-abu keperakan.
- Ini ditemukan berlimpah dalam keadaan padat.
- Atomnya sangat tidak stabil dan 92 proton dalam nukleus dapat hancur dan membentuk unsur kimia lainnya.
Properti Uranium
Properti fisik
| Massa jenis | 18,95 g/cm3 |
|---|---|
| Titik fusi | 1135 °C |
| Titik didih | 4131 °C |
| Kekerasan | 6.0 (skala Mohs) |
Sifat kimia
| Klasifikasi | Logam transisi internal |
|---|---|
| keelektronegatifan | 1,7 |
| Energi ionisasi | 6.194 eV |
| Keadaan Oksidasi | +3, +4, +5 ,+6 |
Di mana Uranium ditemukan?
Di alam, uranium terutama ditemukan dalam bentuk bijih. Untuk mengeksplorasi cadangan logam ini, dipelajari kandungan unsur tersebut dan ketersediaan teknologi untuk melakukan ekstraksi dan eksploitasi.
bijih uranium
Karena kemudahannya bereaksi dengan oksigen di udara, uranium biasanya ditemukan dalam bentuk oksida.
| Bijih | Komposisi |
|---|---|
| campuran bijih | kamu3HAI8 |
| Uranit | ou2 |
uranium di dunia
Uranium dapat ditemukan di beberapa bagian dunia, yang dicirikan sebagai bijih umum untuk hadir di sebagian besar batuan.
Cadangan uranium terbesar ditemukan di negara-negara berikut: Australia, Kazakhstan, Rusia, Afrika Selatan, Kanada, Amerika Serikat, dan Brasil.
Uranium di Brasil
Meski belum semua wilayah Brasil terprospek, Brasil menduduki posisi ketujuh dalam peringkat cadangan uranium dunia.
Dua cadangan utama adalah Caetité (BA) dan Santa Quitéria (CE).
Isotop uranium
| Isotop | kelimpahan relatif | waktu paruh waktu | aktivitas radioaktif |
|---|---|---|---|
| Uranium-238 | 99,27 % | 4,510.000.000 tahun | 12.455 Bq.g-1 |
| Uranium-235 | 0,72 % | 713.000.000 tahun | 80.011 Bq.g-1 |
| Uranium-234 | 0,006 % | 247.000 tahun | 231x106 Bq.g-1 |
Karena merupakan unsur kimia yang sama, semua isotop memiliki 92 proton dalam nukleus dan, akibatnya, sifat kimia yang sama.
Meskipun ketiga isotop tersebut memiliki radioaktivitas, aktivitas radioaktif untuk masing-masing isotop tersebut berbeda. Hanya uranium-235 yang merupakan bahan fisil dan, oleh karena itu, berguna dalam produksi energi nuklir.
Seri radioaktif uranium
Isotop uranium dapat mengalami peluruhan radioaktif dan menghasilkan unsur kimia lainnya. Apa yang terjadi adalah reaksi berantai sampai elemen stabil terbentuk dan transformasi berhenti.
Dalam contoh berikut, peluruhan radioaktif uranium-235 berakhir dengan timbal-207 sebagai elemen terakhir dalam rangkaian tersebut.
Proses ini penting dalam menentukan usia bumi dengan mengukur jumlah timbal, unsur terakhir dalam rangkaian radioaktif, dalam batuan tertentu yang mengandung uranium.
Sejarah Uranium
Penemuannya terjadi pada tahun 1789 oleh ahli kimia Jerman Martin Klaproth, yang memberinya nama untuk menghormati planet Uranus, yang juga ditemukan sekitar periode ini.
Pada tahun 1841, uranium diisolasi untuk pertama kalinya oleh ahli kimia Prancis Eugène-Melchior Péligot melalui reaksi reduksi uranium tetraklorida (UCl).4) menggunakan kalium.
Baru pada tahun 1896, ilmuwan Prancis Henri Becquerel menemukan bahwa elemen ini memiliki radioaktivitas ketika melakukan eksperimen dengan garam uranium.
Aplikasi Uranium
Energi nuklir
Uranium merupakan sumber energi alternatif untuk bahan bakar yang ada.
Penggunaan elemen ini untuk mendiversifikasi matriks energi karena kenaikan harga minyak dan gas, di samping masalah lingkungan dengan pelepasan CO2 di atmosfer dan efek rumah kaca.
Produksi energi terjadi melalui fisi inti uranium-235. Reaksi berantai dihasilkan dengan cara yang terkendali dan dari berbagai transformasi yang dialami atom, ada pelepasan energi yang menggerakkan sistem pembangkit uap.
Air berubah menjadi uap ketika menerima energi dalam bentuk panas dan menyebabkan turbin sistem bergerak dan menghasilkan energi listrik.
Transformasi Uranium Menjadi Energi
Energi yang dilepaskan oleh uranium berasal dari fisi nuklir. Ketika inti yang lebih besar pecah, sejumlah besar energi dilepaskan dalam pembentukan inti yang lebih kecil.
Dalam proses ini, ada reaksi berantai yang dimulai dengan neutron menabrak inti besar dan memecahnya menjadi dua inti yang lebih kecil. Neutron yang dilepaskan dalam reaksi ini akan menyebabkan pembelahan inti lainnya.
Ketika terkena neutron, uranium-235 terpecah menjadi dua inti yang lebih kecil dan melepaskan 3 neutron.
Energi yang dilepaskan dalam reaksi ini adalah 2,1010 kJ/mol. Dalam pembakaran etanol, energi yang dilepaskan adalah 98 kJ/mol. Mengingat hal ini, kita dapat melihat besarnya proses ini, yang energi yang dihasilkan praktis satu triliun kali lebih besar daripada reaksi pembakaran.
Energi nuklir di Brasil
Brasil memiliki dua pembangkit listrik tenaga nuklir yang menggunakan uranium yang diperkaya. Mereka berada di kotamadya Angra dos Reis (RJ).
Menurut Eletronuklir, perusahaan yang mengoperasikan pembangkit termonuklir di Brasil, Angra 1 memiliki mampu menghasilkan listrik sebesar 657 megawatt, sedangkan Angra 2 mampu menghasilkan 1.350 megawatt listrik.
penanggalan radiometrik
Dalam penanggalan radiometrik, emisi radioaktif diukur menurut elemen yang dihasilkan dalam peluruhan radioaktif.
Mengetahui waktu paruh isotop, adalah mungkin untuk menentukan usia material dengan menghitung berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk produk yang ditemukan terbentuk.
Isotop uranium-238 dan uranium-235 digunakan untuk memperkirakan usia batuan beku dan jenis penanggalan radiometrik lainnya.
Bom atom
Di Perang Dunia Kedua bom atom pertama, yang mengandung unsur uranium, digunakan.
Dengan isotop uranium-235, reaksi berantai dimulai dari pembelahan inti, yang dalam sepersekian detik, menghasilkan ledakan karena jumlah energi yang dilepaskan sangat kuat.
Lihat lebih banyak teks tentang masalah ini:
- Proyek Manhattan
- Bom hidrogen
- Fusi nuklir
- Limbah nuklir
