تاریخچه اورانیم
اورانیم توسط مارتین کلاپروت در سال 1789 در آلمان کشف شد. نام این عنصر از نام سیاره اورانوس گرفته شده است. یک شیشه زرد که بیشتر از %1 اورانیم داشت در سال 79 بعد از میلاد مسیح در ناپل ایتالیا پیدا شد. کلاپروت متوجه یک عنصر ناشناخته در اورانیت شد و در 1789 سعی در جداسازی آن نمود. او نام عنصر را براساس نام سیاره اورانوس گذاشت که تازه کشف شده بود.
اگرچه اورانیم فلزی در سال 1841 توسط پلیگات از طریق احیای کلرید بی آب UCl4 با پتاسیم جداسازی شد. طبیعت رادیواکتیویته آن 55 سال پس از آن کشف نشد تا زمانی که بک کوئرل این موضوع را کشف کرد.
خواص اتمی، فیزیکی و شیمیایی اورانیم
|
خواص اتمی، فیزیکی و شیمیایی اورانیم |
|
|
عدد اتمی |
92 |
|
جرم اتمی |
238.03 |
|
نقطه ذوب |
1132 ºC |
|
نقطه جوش |
3818 ºC |
|
شعاع اتمی |
156 pm |
|
رنگ |
سفید نقره ای |
|
حالت استاندارد |
جامد |
|
انرژی یونیزاسیون |
597.6 Kj/mol |
|
شکل الکترونی |
[ Rn ] 5f3 6d1 7s2 |
|
الکترونگاتیوی |
1.7 |
|
حالت اکسیداسیون |
6, 5, 4, 3 |
|
18.95 g/cm3 |
|
|
دوره تناوبی |
7 |
|
شماره سطح انرژی یونیزاسیون |
7 |
|
شعاع کووالانسی |
196±7 pm |
|
گرمای تبخیر |
417.1 Kj/mol |
ایزوتوپ های اورانیم
|
نیمه عمر |
ایزوتوپ |
|
20.8 روز |
U-230 |
|
4.2 روز |
U-231 |
|
70 سال |
U-232 |
|
159000 سال |
U-233 |
|
247000 سال |
U-234 |
|
7.0004E8 سال |
U-235 |
|
2.34E7 سال |
U-236 |
|
6.75 روز |
U-237 |
|
4.47E9 سال |
U-238 |
|
23.5 دقیقه |
U-239 |
|
14.1 ساعت |
U-240 |
کاربردهای اورانیم
- اورانیم به عنوان سوخت هسته ای در رآکتورها استفاده می شود. یک کیلوگرم اورانیم 235 انرژی برابر با 1500000 کیلوگرم(1500 تن) زغال تولید می کند.
- در حدود %99 اورانیم موجود در طبیعت به صورت U-238 و تنها %0.7 از آن به شکل U-235 است. نیروگاه های بزرگ گازی اورانیم را غنی سازی می کنند، به طوری که بیشترین مقدار تمرکز U-235 باشد.
- اورانیم به عنوان سوخت هسته ای در حدود %3-2، اورانیم 235 دارد.
- در اسلحه های هسته ای، اعتقاد بر این است که اورانیم تا %90 غنی سازی می شود، اگرچه در غلظت های خیلی کمتر هم عملکرد یک بمب کاری را دارا می باشد.
- اورانیم تهی شده محصول جانبی غنی سازی اورانیوم در فرایندهای هسته ای است. این محصول در حدود %0.2 اورانیم 235 دارد و در حدود نصف اورانیم معمولی خاصیت تشعشعاتی دارد.
- این خاصیت مغناطیسی کم آن سبب می شود که در جایی که دانسیته ی بالایی از اورانیم نیاز است کاربرد داشته باشد(در توپ تنیس که باید وزنی در حدود 5.7 پوند یعنی در حدود 2.6 کیلوگرم داشته باشد). در صنایع نظامی برای حفاظت از تانک های سربازان و همچنین در گلوله و موشک مورد استفاده قرار می گیرد.
- استفاده از اورانیم تهی شده در موشک ها بحث برانگیز است چرا که در ضربه، بخارات اورانیمی و گردو غبار بسیار سمی شکل می گیرد.
- U-238 می تواند به پلوتونیم شکافت پذیر در رآکتور تولید کننده تبدیل شود.
