ウランは、原子番号が92で、アクチニド族に属する記号Uで表される周期表の化学元素です。
自然界で最も重い原子核を持つ元素です。
ウランの最もよく知られている同位体は次のとおりです。 234U、 235えっ 238U。
この金属の放射能のために、その主な用途は、そのコアの核分裂を通じて核エネルギーを生成することです。 さらに、ウランは岩石年代測定や核兵器に使用されています。
ウランの特徴
- それは放射性元素です。
- 高硬度の緻密な金属。
- 延性と可鍛性。
- その色は銀色の灰色です。
- 固体状態で豊富に見られます。
- その原子は非常に不安定であり、原子核内の92個の陽子が崩壊して他の化学元素を形成する可能性があります。
ウランの特性
物理的特性
| 密度 | 18.95 g / cm3 |
|---|---|
| 融点 | 1135°C |
| 沸点 | 4131°C |
| 靭性 | 6.0（モース硬度） |
化学的特性
| 分類 | 内部遷移金属 |
|---|---|
| 電気陰性度 | 1,7 |
| イオン化エネルギー | 6.194 eV |
| 酸化状態 | +3, +4, +5 ,+6 |
ウランはどこにありますか？
自然界では、ウランは主に鉱石の形で見られます。 この金属の埋蔵量を調査するために、元素の現在の含有量と、抽出および利用を実行するための技術の利用可能性が研究されています。
ウラン鉱石
空気中の酸素との反応が容易なため、ウランは通常酸化物の形で見られます。
| 鉱石 | 組成 |
|---|---|
| ピッチブレンデ | U3O8 |
| 閃ウラン鉱 | ou2 |
世界のウラン
ウランは世界のいくつかの地域で見られ、ほとんどの岩石に存在する一般的な鉱石として特徴付けられています。
最大のウラン埋蔵量は、オーストラリア、カザフスタン、ロシア、南アフリカ、カナダ、米国、ブラジルにあります。
ブラジルのウラン
ブラジルの領土のすべてが見込まれているわけではありませんが、ブラジルはウラン埋蔵量の世界ランキングで7位を占めています。
2つの主要な保護区は、カエティテ（BA）とサンタキテリア（CE）です。
ウラン同位体
| アイソトープ | 相対的存在量 | 半減期 | 放射能 |
|---|---|---|---|
| ウラン238 | 99,27 % | 45億1000万年 | 12,455 Bq.g-1 |
| ウラン235 | 0,72 % | 7億1300万年 | 80.011 Bq.g-1 |
| ウラン-234 | 0,006 % | 247、000年 | 231 x 106 ベクレル-1 |
それは同じ化学元素であるため、すべての同位体は核内に92個の陽子を持ち、その結果、同じ化学的性質を持ちます。
3つの同位体には放射能がありますが、放射能はそれぞれ異なります。 ウラン235だけが核分裂性物質であるため、原子力エネルギーの生産に役立ちます。
ウラン放射性シリーズ
ウラン同位体は放射性崩壊を受け、他の化学元素を生成する可能性があります。 何が起こるかは、安定した要素が形成され、変換が停止するまでの連鎖反応です。
次の例では、ウラン235の放射性崩壊は、鉛207がシリーズの最後の元素で終わります。
このプロセスは、特定のウラン含有岩石中の放射性系列の最後の元素である鉛の量を測定することによって地球の年齢を決定する上で重要です。
ウランの歴史
その発見は1789年にドイツの化学者マーティンクラプロスによって行われ、彼はこの時期に発見された惑星天王星に敬意を表してその名前を付けました。
1841年、フランスの化学者Eugène-MelchiorPéligotによって、四塩化ウラン（UCl）の還元反応によってウランが初めて単離されました。4）カリウムを使用します。
1896年になって初めて、フランスの科学者アンリベクレルは、ウラン塩を使った実験を行ったときに、この元素に放射能があることを発見しました。
ウランの用途
核エネルギー
ウランは、既存の燃料の代替エネルギー源です。
エネルギーマトリックスを多様化するためにこの要素を使用するのは、COの放出に伴う環境問題に加えて、石油とガスの価格の上昇によるものです2 大気と温室効果で。
エネルギー生産は、ウラン235コアの核分裂によって起こります。 連鎖反応は制御された方法で生成され、原子が受ける多数の変換から、蒸気発生システムを動かすエネルギーの放出があります。
水は熱の形でエネルギーを受け取ると蒸気に変換され、システムのタービンを動かして電気エネルギーを生成します。
ウランのエネルギーへの変換
ウランによって放出されるエネルギーは核分裂から来ます。 大きな原子核が壊れると、小さな原子核の形成に大量のエネルギーが放出されます。
このプロセスでは、中性子が大きな原子核に当たって始まり、それを2つの小さな原子核に分解する連鎖反応があります。 この反応で放出された中性子は、他の原子核の核分裂を引き起こします。
中性子が当たると、ウラン235は2つの小さな原子核に分裂し、3つの中性子を放出しました。
この反応で放出されるエネルギーは2.10です。10 kJ / mol。 エタノール燃焼では、放出されるエネルギーは98 kJ / molです。 これを考えると、このプロセスの大きさを見ることができます。このプロセスの生成されるエネルギーは、燃焼反応の実質的に1兆倍です。
ブラジルの原子力
ブラジルには、濃縮ウランを使用する2つの原子力発電所があります。 彼らはアングラドスレイス（RJ）の自治体にあります。
ブラジルで熱核プラントを運営しているEletronuclearによると、Angra1は アングラ2は1,350メガワットを生成できるのに対し、657メガワットの電力を生成する能力 電気の。
放射年代測定
放射年代測定では、放射性崩壊で生成された元素に従って放射性放出が測定されます。
同位体の半減期がわかれば、見つかった生成物が形成されるまでにかかった時間を計算することで、材料の年齢を判断することができます。
ウラン238およびウラン235同位体は、火成岩およびその他のタイプの放射年代測定の年代を推定するために使用されます。
原爆
で 第二次世界大戦 ウラン元素を含む最初の原子爆弾が使用されました。
ウラン235同位体では、核分裂から連鎖反応が始まり、非常に強力なエネルギーが放出されたため、ほんの一瞬で爆発が起こりました。
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