Uran er et kjemisk grunnstoff i det periodiske systemet representert ved symbolet U, hvis atomnummer er 92 og tilhører aktinidfamilien.
Det er elementet med den tyngste atomkjernen i naturen.
De mest kjente isotopene av uran er: 234U, 235Hu h 238U.
På grunn av radioaktiviteten til dette metallet, er dets viktigste anvendelse å generere kjernekraft gjennom fisjon av kjernen. Videre brukes uran i bergdatering og atomvåpen.
Uran-egenskaper
- Det er et radioaktivt element.
- Tett metall med høy hardhet.
- Duktilt og formbart.
- Fargen er sølvgrå.
- Det finnes i overflod i fast tilstand.
- Atomet er svært ustabilt, og de 92 protonene i kjernen kan oppløses og danne andre kjemiske elementer.
Uran Egenskaper
Fysiske egenskaper
| Tetthet | 18,95 g / cm3 |
|---|---|
| Fusjonspunkt | 1135 ° C |
| Kokepunkt | 4131 ° C |
| Seighet | 6.0 (Mohs skala) |
Kjemiske egenskaper
| Klassifisering | Internt overgangsmetall |
|---|---|
| elektronegativitet | 1,7 |
| Ioniseringsenergi | 6.194 eV |
| Oksidasjonsstater | +3, +4, +5 ,+6 |
Hvor er uran funnet?
I naturen finnes uran hovedsakelig i form av malm. For å utforske reservene til dette metallet, studeres elementets nåværende innhold og tilgjengeligheten av teknologi for å utføre utvinning og utnyttelse.
Uranmalm
På grunn av den enkle reaksjonen med oksygen i luften, finnes uran vanligvis i form av oksider.
| Malm | Sammensetning |
|---|---|
| pitchblende | U3O8 |
| Uranitt | ou2 |
uran i verden
Uran kan finnes i flere deler av verden, og karakteriseres som en vanlig malm for å være til stede i de fleste bergarter.
De største uranreservene finnes i følgende land: Australia, Kasakhstan, Russland, Sør-Afrika, Canada, USA og Brasil.
Uran i Brasil
Selv om ikke alt av det brasilianske territoriet er blitt prospektert, okkuperte Brasil den syvende posisjonen i verdensrangeringen av uranreserver.
De to hovedreservatene er Caetité (BA) og Santa Quitéria (CE).
Uranisotoper
| Isotop | relativ overflod | halveringstid | radioaktiv aktivitet |
|---|---|---|---|
| Uran-238 | 99,27 % | 4.510.000.000 år | 12.455 Bq.g-1 |
| Uran-235 | 0,72 % | 713 000 000 år | 80,011 Bq.g-1 |
| Uranium-234 | 0,006 % | 247 000 år | 231 x 106 Bq.g-1 |
Fordi det er det samme kjemiske elementet, har alle isotoper 92 protoner i kjernen og følgelig de samme kjemiske egenskapene.
Selv om de tre isotoper har radioaktivitet, er den radioaktive aktiviteten forskjellig for hver av dem. Bare uran-235 er et fissilt materiale og derfor nyttig i produksjonen av kjernekraft.
Uranium radioaktiv serie
Uran-isotoper kan gjennomgå radioaktivt forfall og generere andre kjemiske grunnstoffer. Det som skjer er en kjedereaksjon til et stabilt element dannes og transformasjoner opphører.
I det følgende eksemplet ender det radioaktive forfallet av uran-235 med bly-207 som det siste elementet i serien.
Denne prosessen er viktig for å bestemme jordens alder ved å måle mengden bly, det siste elementet i den radioaktive serien, i visse uranholdige bergarter.
Uraniums historie
Oppdagelsen fant sted i 1789 av den tyske kjemikeren Martin Klaproth, som ga det navnet til ære for planeten Uranus, også oppdaget rundt denne perioden.
I 1841 ble uran for første gang isolert av den franske kjemikeren Eugène-Melchior Péligot gjennom en reduksjonsreaksjon av urantetraklorid (UCl).4) ved bruk av kalium.
Først i 1896 oppdaget den franske forskeren Henri Becquerel at dette elementet hadde radioaktivitet når han utførte eksperimenter med uransalter.
Uran-applikasjoner
Kjernekraft
Uran er en alternativ energikilde for eksisterende drivstoff.
Bruken av dette elementet for å diversifisere energimatrisen skyldes økningen i prisen på olje og gass, i tillegg til miljøhensynet med frigjøring av CO2 i atmosfæren og drivhuseffekten.
Energiproduksjon skjer gjennom fisjon av uran-235-kjernen. En kjedereaksjon produseres på en kontrollert måte, og fra de mange transformasjonene som atomet gjennomgår, frigjøres energi som beveger et dampgenereringssystem.
Vannet forvandles til damp når det mottar energi i form av varme og får systemets turbiner til å bevege seg og generere elektrisk energi.
Transformasjon av uran til energi
Energien som frigjøres av uran kommer fra kjernefysisk fisjon. Når en større kjerne brytes, frigjøres en stor mengde energi i dannelsen av mindre kjerner.
I denne prosessen er det en kjedereaksjon som starter med at et nøytron treffer en stor kjerne og bryter den i to mindre kjerner. Nøytronene som frigjøres i denne reaksjonen vil forårsake spalting av andre kjerner.
Da uran-235 ble truffet av et nøytron, delte det seg i to mindre kjerner og frigjorde 3 nøytroner.
Energien som frigjøres i denne reaksjonen er 2,1010 kJ / mol. Ved etanolforbrenning er frigitt energi 98 kJ / mol. Gitt dette kan vi se størrelsen på denne prosessen, hvis produserte energi er nesten en billion ganger større enn en forbrenningsreaksjon.
Atomenergi i Brasil
Brasil har to atomkraftverk som bruker beriket uran. De ligger i kommunen Angra dos Reis (RJ).
I følge Eletronuclear, selskapet som driver termonukleære anlegg i Brasil, har Angra 1 det kapasitet til å generere 657 megawatt strøm, mens Angra 2 kan generere 1350 megawatt elektrisk.
radiometrisk dating
I radiometrisk datering måles radioaktive utslipp i henhold til elementet som genereres i det radioaktive forfallet.
Når man kjenner isotopens halveringstid, er det mulig å bestemme materialets alder ved å beregne hvor lang tid det tok før det funnet produktet ble dannet.
Uranium-238 og uran-235 isotoper brukes til å estimere alderen på magmatiske bergarter og andre typer radiometrisk datering.
Atombombe
På Andre verdenskrig den første atombomben, som inneholdt elementet uran, ble brukt.
Med uran-235-isotopen startet en kjedereaksjon fra splittelsen av kjernen, som i en brøkdel av et sekund genererte en eksplosjon på grunn av den ekstremt kraftige mengden energi som ble frigitt.
Sjekk ut flere tekster om emnet:
- Manhattan-prosjektet
- Hydrogenbombe
- Kjernefysisk fusjon
- Atomavfall
