uranium is een radioactief chemisch element gevonden in de natuur en voornamelijk gebruikt voor de productie van elektriciteit. Naast energie wordt uranium gebruikt in medische procedures en helaas ook in atoombommen.
Uranium wordt vertegenwoordigd door het symbool "U" en bestaat voornamelijk uit de U-235 en U-238 isotopen. 99,7% van uranium bestaat uit isotoop 238 en slechts 0,7% uit isotoop U-235.
Dit element werd in het jaar 1789 in Duitsland ontdekt en de naam was een eerbetoon aan de 8 jaar eerder ontdekte planeet Uranus. De radioactiviteit werd echter pas in 1896 ontdekt.
Uranium is het laatste natuurlijke element in het periodiek systeem en heeft de zwaarste atoomkern in de natuur. Het is uit de splitsing van de kern dat elektriciteit wordt geproduceerd.
Elektrische energie geproduceerd uit uranium is een alternatief voor fossiele brandstoffen zoals olie en steenkool. Vandaag, 16% van de elektriciteit in de wereld komt uit uranium.
Uraniumerts.
Begrijp wat de radioactiviteit.
Uraniumkenmerken:
- Onder normale omstandigheden van temperatuur en druk is het vast.
- Het heeft een zilvergrijze kleur.
- Het is een radioactief metaal en de reactiviteit neemt toe naarmate de temperatuur stijgt.
- Het heeft een hoge dichtheid en hardheid.
Zie ook de betekenis van natuurlijke bronnen.
Uranium in Brazilië
Brazilië is de 7e grootste uraniumreserve ter wereld, maar het kan in die positie stijgen, aangezien slechts 30% van zijn grondgebied is onderzocht. Dit betekent dat er mogelijk nog onbekende uraniummijnen op Braziliaans grondgebied zijn.
De belangrijkste uraniummijnen in Brazilië zijn Caetité in Bahia en Santa Quitéria in Ceará. Alles bij elkaar worden ze geproduceerd 276.000 ton uranium per jaar in het land.
Vanuit de mijnen wordt het gewonnen uranium getransporteerd naar de stad Rezende, in Rio de Janeiro, waar de kerncentrales Angra I en Angra II staan.
In Brazilië wordt 99% van uranium gebruikt voor energieopwekking, de overige 1% wordt gebruikt in de geneeskunde en de landbouw.
Uranium in de wereld
De grootste uraniumreserves ter wereld bevinden zich in Australië, gevolgd door Kazachstan, Rusland, Canada, Niger, Zuid-Afrika en Brazilië.
Op het gebied van elektriciteitsproductie zijn Canada, Kazachstan en Australië de wereldleiders en produceren ze samen meer dan de helft van de kernenergie op aarde.
Bekijk de reserves en productie van elk van deze landen in de tabel:
| Ouders |
uraniumreserve Duizend ton/jaar |
Productie van verrijkt uranium ton/jaar |
|---|---|---|
Australië |
1.661 | 7.743 |
| Kazachstan | 629 | 7.994 |
| Rusland | 487 | 3.239 |
| Canada | 468 | 10.485 |
| Niger | 421 | 3.355 |
| Brazilië | 276 | 238 |
Uranium en kernenergie
De isotoop die energie kan produceren uit de splijting van de kern is U-235, die in mindere hoeveelheid beschikbaar is, dus het uranium is verrijkt.
Voor de productie van elektrische energie moet de concentratie U-235 tussen 3% en 4% liggen. Uraniumverrijking kan via twee verschillende processen: ultracentrifugatie en gasdiffusie. Beide processen scheiden isotopen om de concentratie van U-235 te verhogen.
DE nucleaire energie wordt beschouwd als een energie schoon, omdat het geen broeikasgassen uitstoot en weinig afval oplevert. andere voordeel van deze energie is de transport en opslag, omdat het weinig ruimte in beslag neemt.
Een wafel met verrijkt uranium is 1 centimeter lang en 1 centimeter in diameter en is efficiënt energie is erg hoog: met twee tablets is het mogelijk om een maand lang energie op te wekken voor een huis met 4 personen geheel.
Het is daarom een uitstekend alternatief voor olie en kolen, die naast de negatieve effecten op het milieu, meer ruimte innemen: 1 kg uranium produceert elektriciteit gelijk aan 10 ton olie en 20 ton steenkool.
de uraniumcyclus
Nadat het uit de natuur is gehaald en verrijkt, wordt het uranium verpletterd en gegroepeerd in kleine tabletten. In dit stadium zijn de inzetstukken kwetsbaar en worden ze onderworpen aan hoge temperaturen om beter bestand te worden.
De geharde inzetstukken zijn geplaatst op sterke staven van gelegeerd staal. Elke staaf bevat 335 inzetstukken en de set van 236 staven vormt een metalen structuur genaamd brandstof element, die de reactor zal leveren voor energieopwekking.
Zodra het splijtstofelement in de reactor zit, begint het splijtingsproces. De splitsing van de kern wordt veroorzaakt door het bombardement van neutronen in de kern van uraniumatomen.
Wanneer het neutron de kern raakt, splitst het zich in tweeën en komt er veel energie en andere neutronen vrij, die andere kernen zullen bombarderen, wat een kettingreactie veroorzaakt.
Dit proces genereert warmte die het water in het systeem verwarmt. De stoom uit dit water activeert de turbines die, in bedrijf, elektriciteit gaan opwekken.
meer begrijpen over kernsplijting.
Nadelen van kernenergie
Een van de belangrijkste nadelen met betrekking tot kernenergie is de risico op nucleaire ongevallen en de mogelijkheid van verontreiniging van het milieu. Door uranium verontreinigde gebieden worden onbewoonbaar.
O nucleair afval het is ook een negatief gevolg. Procesresten kunnen niet opnieuw worden gebruikt en moeten op de juiste manier worden afgevoerd, alsof ze binnenkomen contact met mensen, kan ziekten veroorzaken zoals kanker, genetische mutaties en zelfs de dood onmiddellijk.
meer weten over nucleaire energie en energiematrix.
Uranium en atoombommen
Terwijl voor elektriciteitsopwekking uranium moet worden verrijkt tot 3% of 4% van uranium 235, om een atoombom te produceren, moet het aandeel van deze isotoop minimaal zijn 90%.
Wanneer verrijkt tot deze niveaus, is de splijting van de kern na te zijn gebombardeerd door neutronen absurd groot, in staat om enorme schade aan te richten.
De bom die door de Verenigde Staten is gedropt op de stad Hiroshima, in Japan, aan het einde van de Tweede Wereldoorlog, genaamd kleine jongen, werd gemaakt met 50 kg uranium 235. Deze bom had een vernietigend potentieel gelijk aan 15.000 ton TNT.
Wolk boven Hiroshima na het vallen van de atoombom.
kleine jongen veroorzaakte hittegolven tot 4.000 graden en winden met een snelheid van 440 meter per seconde.
Op het moment van de explosie doodde de bom 80.000 mensen en de straling besmette duizenden meer in de stad. Naast de sterfgevallen die vandaag de dag nog steeds plaatsvinden, zal genetische schade veroorzaakt door straling door talloze generaties slachtoffers worden gevoeld.
