우라늄은 원자 번호가 92이고 악티 나이드 계열에 속하는 기호 U로 표시되는 주기율표의 화학 원소입니다.
그것은 자연에서 가장 무거운 원자핵을 가진 원소입니다.
가장 잘 알려진 우라늄 동위 원소는 다음과 같습니다. 234유, 235허 238유.
이 금속의 방사능으로 인해 주요 응용 분야는 핵분열을 통해 핵 에너지를 생성하는 것입니다. 또한 우라늄은 암석 연대 측정 및 핵무기에 사용됩니다.
우라늄 특성
- 그것은 방사성 원소입니다.
- 경도가 높은 고밀도 금속.
- 연성 및 가단성.
- 그 색은 은빛 회색입니다.
- 고체 상태에서 풍부하게 발견됩니다.
- 원자는 매우 불안정하고 핵에있는 92 개의 양성자는 분해되어 다른 화학 원소를 형성 할 수 있습니다.
우라늄 속성
물리적 특성
| 밀도 | 18.95g / cm3 |
|---|---|
| 퓨전 포인트 | 1135 년 ° C |
| 비점 | 4131 ° C |
| 인성 | 6.0 (모스 척도) |
화학적 특성
| 분류 | 내부 전이 금속 |
|---|---|
| 전기 음성도 | 1,7 |
| 이온화 에너지 | 6.194eV |
| 산화 상태 | +3, +4, +5 ,+6 |
우라늄은 어디에서 발견됩니까?
자연에서 우라늄은 주로 광석 형태로 발견됩니다. 이 금속의 매장량을 조사하기 위해 원소의 현재 내용과 추출 및 개발을 수행하는 기술의 가용성을 연구합니다.
우라늄 광석
공기 중 산소와의 반응이 쉽기 때문에 우라늄은 일반적으로 산화물 형태로 발견됩니다.
| 광석 | 구성 |
|---|---|
| 피치 블 렌데 | 유3영형8 |
| 천왕 석 | ou2 |
세계의 우라늄
우라늄은 세계 여러 지역에서 발견 될 수 있으며 대부분의 암석에 존재하는 공통 광석으로 특징 지어집니다.
가장 큰 우라늄 매장량은 호주, 카자흐스탄, 러시아, 남아프리카, 캐나다, 미국 및 브라질에서 발견됩니다.
브라질의 우라늄
모든 브라질 영토가 전망되지는 않았지만 브라질은 우라늄 매장량 세계 순위에서 7 위를 차지했습니다.
두 가지 주요 매장지는 Caetité (BA)와 Santa Quitéria (CE)입니다.
우라늄 동위 원소
| 동위 원소 | 상대적 풍부 | 반감기 | 방사능 활동 |
|---|---|---|---|
| 우라늄 -238 | 99,27 % | 4,510,000,000 년 | 12,455 Bq.g-1 |
| 우라늄 -235 | 0,72 % | 713,000,000 년 | 80.011 Bq.g-1 |
| 우라늄 -234 | 0,006 % | 247,000 년 | 231x106 Bq.g-1 |
동일한 화학 원소이기 때문에 모든 동위 원소는 핵에 92 개의 양성자를 갖고 결과적으로 동일한 화학적 특성을 갖습니다.
3개의 동위원소에는 방사능이 있지만 각각의 방사능은 다릅니다. 우라늄 -235만이 핵분열 성 물질이기 때문에 핵 에너지 생산에 유용합니다.
우라늄 방사성 시리즈
우라늄 동위 원소는 방사성 붕괴를 겪고 다른 화학 원소를 생성 할 수 있습니다. 안정된 요소가 형성되고 변형이 멈출 때까지 연쇄 반응이 일어납니다.
다음 예에서 우라늄-235의 방사성 붕괴는 시리즈의 마지막 원소인 납-207로 끝납니다.
이 과정은 특정 우라늄 함유 암석에서 방사성 계열의 마지막 원소인 납의 양을 측정하여 지구의 나이를 결정하는 데 중요합니다.
우라늄의 역사
이 발견은 1789 년 독일의 화학자 마틴 클라 프로스에 의해 이루어졌으며, 그는이시기에 발견 된 천왕성을 기리기 위해 이름을지었습니다.
1841년 프랑스 화학자 Eugène-Melchior Péligot에 의해 사염화우라늄(UCl)의 환원 반응을 통해 우라늄이 처음으로 분리되었습니다.4) 칼륨 사용.
1896년에야 프랑스 과학자 Henri Becquerel이 우라늄염 실험을 할 때 이 원소에 방사능이 있다는 것을 발견했습니다.
우라늄 응용
원자력 에너지
우라늄은 기존 연료의 대체 에너지원입니다.
에너지 매트릭스를 다양 화하기 위해이 요소를 사용하는 것은 CO 배출에 대한 환경 적 우려 외에도 석유 및 가스 가격 상승으로 인한 것입니다2 대기와 온실 효과에서.
에너지 생산은 우라늄 -235 핵분열을 통해 발생합니다. 연쇄 반응은 제어 된 방식으로 생성되며 원자가 겪는 수많은 변형으로부터 증기 생성 시스템을 움직이는 에너지가 방출됩니다.
물은 열의 형태로 에너지를받을 때 증기로 변환되고 시스템의 터빈이 움직이고 전기 에너지를 생성합니다.
우라늄을 에너지로 변환
우라늄이 방출하는 에너지는 핵분열에서 비롯됩니다. 더 큰 핵이 부서지면 더 작은 핵이 형성되면서 많은 양의 에너지가 방출됩니다.
이 과정에서 중성자가 큰 핵을 치는 것으로 시작하여 두 개의 작은 핵으로 나누는 연쇄 반응이 있습니다. 이 반응에서 방출되는 중성자는 다른 핵의 분열을 일으킬 것입니다.
중성자에 부딪히면 우라늄 -235는 두 개의 작은 핵으로 분리되어 3 개의 중성자를 방출합니다.
이 반응에서 방출되는 에너지는 2.10입니다.10 kJ / mol. 에탄올 연소에서 방출되는 에너지는 98kJ / mol입니다. 이것을 감안할 때, 우리는 생성되는 에너지가 연소 반응보다 실질적으로 1 조 배 더 큰이 과정의 규모를 볼 수 있습니다.
브라질의 원자력
브라질에는 농축 우라늄을 사용하는 두 개의 원자력 발전소가 있습니다. 그들은 Angra dos Reis (RJ)의 시정촌에 있습니다.
브라질에서 열핵 발전소를 운영하는 Eletronuclear에 따르면 Angra 1은 657 메가 와트의 전기를 생산할 수있는 용량, 앙 그라 2는 1,350 메가 와트를 생산할 수 있습니다. 전기 같은.
방사성 연대 측정
방사성 연대 측정에서는 방사성 붕괴에서 생성 된 요소에 따라 방사성 방출이 측정됩니다.
동위 원소의 반감기를 알면 발견 된 제품이 형성되는 데 걸린 시간을 계산하여 재료의 수명을 결정할 수 있습니다.
우라늄 -238과 우라늄 -235 동위 원소는 화성암의 나이와 다른 유형의 방사성 연대 측정에 사용됩니다.
원자 폭탄
에서 제 2 차 세계 대전 우라늄 원소가 포함 된 최초의 원자 폭탄이 사용되었습니다.
우라늄 -235 동위 원소는 핵분열에서 연쇄 반응이 시작되었으며, 이는 매우 강력한 양의 에너지 방출로 인해 1 초 만에 폭발을 일으켰습니다.
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