Peso atómico del uranio. Masa molar del uranio. Cómo se descubrió Urano
(según Pauling)
U←U 3+ -1.66V
U←U 2+ -0.1V
| tu | 92 |
| 238,0289 | |
| 5f 3 6d 1 7s 2 | |
| Urano | |
Urano(viejo nombre Urania) es un elemento químico con número atómico 92 en el sistema periódico, masa atómica 238.029; denotado por el símbolo U ( Uranio), pertenece a la familia de los actínidos.
Historia
Incluso en la antigüedad (siglo I aC), el óxido de uranio natural se usaba para hacer esmalte amarillo para cerámica. La investigación sobre el uranio ha evolucionado como la reacción en cadena que genera. Al principio, la información sobre sus propiedades, como los primeros impulsos de una reacción en cadena, llegaba con largas pausas, de un caso a otro. La primera fecha importante en la historia del uranio es 1789, cuando el filósofo natural y químico alemán Martin Heinrich Klaproth redujo la "tierra" de color amarillo dorado extraída del mineral de resina sajona a una sustancia similar al metal negro. En honor al planeta más lejano entonces conocido (descubierto por Herschel ocho años antes), Klaproth, considerando la nueva sustancia como un elemento, lo llamó uranio.
Durante cincuenta años, el uranio de Klaproth fue considerado un metal. Recién en 1841, Eugene Melchior Peligot - químico francés (1811-1890)] demostró que, a pesar del característico brillo metálico, el uranio de Klaproth no es un elemento, sino un óxido. UO 2. En 1840, Peligo logró obtener uranio real, un metal pesado de color gris acero, y determinar su peso atómico. El siguiente paso importante en el estudio del uranio lo dio D. I. Mendeleev en 1874. Basado en el sistema periódico que desarrolló, colocó uranio en la celda más alejada de su tabla. Anteriormente, el peso atómico del uranio se consideraba igual a 120. El gran químico duplicó este valor. Después de 12 años, la predicción de Mendeleev fue confirmada por los experimentos del químico alemán Zimmermann.
El estudio del uranio comenzó en 1896: el químico francés Antoine Henri Becquerel descubrió accidentalmente los rayos de Becquerel, que Marie Curie rebautizó más tarde como radiactividad. Al mismo tiempo, el químico francés Henri Moissan logró desarrollar un método para obtener uranio metálico puro. En 1899, Rutherford descubrió que la radiación de las preparaciones de uranio no es uniforme, que hay dos tipos de radiación: rayos alfa y beta. Llevan una carga eléctrica diferente; lejos del mismo rango en la sustancia y capacidad ionizante. Un poco más tarde, en mayo de 1900, Paul Villard descubrió un tercer tipo de radiación: los rayos gamma.
Ernest Rutherford realizó en 1907 los primeros experimentos para determinar la edad de los minerales en el estudio del uranio y el torio radiactivos sobre la base de la teoría de la radiactividad que elaboró junto con Frederick Soddy (Soddy, Frederick, 1877-1956; Premio Nobel de Química, 1921). En 1913, F. Soddy introdujo el concepto de isótopos(del griego ισος - "igual", "mismo" y τόπος - "lugar"), y en 1920 predijo que los isótopos podrían usarse para determinar la edad geológica de las rocas. En 1928, Niggot se dio cuenta, y en 1939, A.O.K. Nier (Nier, Alfred Otto Carl, 1911 - 1994) creó las primeras ecuaciones para calcular la edad y aplicó un espectrómetro de masas para la separación de isótopos.
En 1939, Frederic Joliot-Curie y los físicos alemanes Otto Frisch y Lisa Meitner descubrieron un fenómeno desconocido que ocurre con un núcleo de uranio cuando es irradiado con neutrones. Se produjo una destrucción explosiva de este núcleo con la formación de nuevos elementos mucho más ligeros que el uranio. Esta destrucción fue de naturaleza explosiva, fragmentos de productos esparcidos en diferentes direcciones con tremendas velocidades. Así, se descubrió un fenómeno llamado reacción nuclear.
En 1939-1940. Yu. B. Khariton y Ya. B. Zel'dovich demostraron por primera vez teóricamente que con un ligero enriquecimiento de uranio natural con uranio-235, es posible crear condiciones para la fisión continua de núcleos atómicos, es decir, para darle al proceso un carácter de cadena.
estar en la naturaleza
Mineral de uraninita
El uranio se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza. El uranio clark es 1·10 -3% (peso). La cantidad de uranio en una capa de la litosfera de 20 km de espesor se estima en 1,3 x 10 x 14 toneladas.
La mayor parte del uranio se encuentra en rocas ácidas con un alto contenido silicio. Una masa significativa de uranio se concentra en rocas sedimentarias, especialmente aquellas enriquecidas en materia orgánica. El uranio está presente en grandes cantidades como impureza en el torio y en minerales de tierras raras (ortita, esfeno CaTiO 3 , monacita (La,Ce)PO 4 , circón ZrSiO 4 , xenotima YPO4, etc.). Los minerales de uranio más importantes son la pechblenda (brea de alquitrán), la uraninita y la carnotita. Los principales minerales - satélites del uranio son molibdenita MoS 2, galena PbS, cuarzo SiO 2, calcita CaCO 3, hidromoscovita, etc.
| Mineral | La composición principal del mineral. | Contenido de uranio, % |
|---|---|---|
| uraninita | UO 2 , UO 3 + ThO 2 , CeO 2 | 65-74 |
| carnotita | K 2 (UO 2) 2 (VO 4) 2 2H 2 O | ~50 |
| Casolita | PbO2UO3SiO2H2O | ~40 |
| Samarskit | (Y, Er, Ce, U, Ca, Fe, Pb, Th) (Nb, Ta, Ti, Sn) 2 O 6 | 3.15-14 |
| branerita | (U, Ca, Fe, Y, Th) 3 Ti 5 O 15 | 40 |
| Tuyamunit | CaO 2UO 3 V 2 O 5 nH 2 O | 50-60 |
| zeynerita | Cu(UO 2 ) 2 (AsO 4 ) 2 nH 2 O | 50-53 |
| otenitis | Ca(UO2)2(PO4)2nH2O | ~50 |
| Schrekingerita | Ca 3 NaUO 2 (CO 3) 3 SO 4 (OH) 9H 2 O | 25 |
| Ouranophanes | CaO UO 2 2SiO 2 6H 2 O | ~57 |
| Fergusonita | (Y, Ce)(Fe, U)(Nb, Ta)O 4 | 0.2-8 |
| torbernita | Cu(UO2)2(PO4)2nH2O | ~50 |
| ataúd | U(SiO4) 1-x (OH) 4x | ~50 |
Las principales formas de uranio que se encuentran en la naturaleza son la uraninita, la pechblenda (brea de alquitrán) y el negro de uranio. Difieren solo en las formas de ocurrencia; existe una dependencia de la edad: la uraninita está presente principalmente en antiguas (rocas precámbricas), pechblenda (vulcanógenas e hidrotermales), principalmente en formaciones paleozoicas y más jóvenes de temperatura alta y media; negro de uranio - principalmente en formaciones jóvenes - cenozoicas y más jóvenes - principalmente en rocas sedimentarias de baja temperatura.
El contenido de uranio en la corteza terrestre es del 0,003%, se presenta en la capa superficial de la tierra en forma de cuatro tipos de depósitos. En primer lugar, se trata de vetas de uraninita, o brea de uranio (dióxido de uranio UO2), muy ricas en uranio, pero escasas. Se acompañan de depósitos de radio, ya que radio es un producto directo de la desintegración isotópica del uranio. Tales vetas se encuentran en Zaire, Canadá (Great Bear Lake), República Checa y Francia. La segunda fuente de uranio son los conglomerados de torio y mineral de uranio, junto con menas de otros minerales importantes. Los conglomerados suelen contener cantidades suficientes para extraer oro y plata, y los elementos que lo acompañan son uranio y torio. Grandes depósitos de estos minerales se encuentran en Canadá, Sudáfrica, Rusia y Australia. La tercera fuente de uranio son las rocas sedimentarias y las areniscas ricas en el mineral carnotita (uranil vanadato de potasio), que contiene, además de uranio, una cantidad importante de vanadio y otros elementos. Dichos minerales se encuentran en los estados del oeste. EE.UU. Las lutitas de hierro-uranio y los minerales de fosfato constituyen la cuarta fuente de depósitos. Ricos depósitos encontrados en esquistos Suecia. Algunos minerales de fosfato en Marruecos y los Estados Unidos contienen cantidades significativas de uranio y depósitos de fosfato en angola y la República Centroafricana son aún más ricas en uranio. La mayoría de los lignitos y algunos carbones suelen contener impurezas de uranio. Depósitos de lignito ricos en uranio encontrados en Dakota del Norte y del Sur (EE. UU.) y carbones bituminosos España y República Checa
Isótopos de uranio
El uranio natural está formado por una mezcla de tres isótopos: 238 U - 99,2739% (vida media T 1/2 \u003d 4.468 × 10 9 años), 235 U - 0.7024% ( T 1/2 \u003d 7.038 × 10 8 años) y 234 U - 0.0057% ( T 1/2 = 2.455×10 5 años). El último isótopo no es primario, sino radiogénico; forma parte de la serie radiactiva 238 U.
La radiactividad del uranio natural se debe principalmente a los isótopos 238 U y 234 U; en equilibrio, sus actividades específicas son iguales. La actividad específica del isótopo 235 U en el uranio natural es 21 veces menor que la actividad del 238 U.
Hay 11 isótopos radiactivos artificiales conocidos de uranio con números de masa de 227 a 240. El más longevo de ellos es 233 U ( T 1/2 \u003d 1.62 × 10 5 años) se obtiene irradiando torio con neutrones y es capaz de fisión espontánea por neutrones térmicos.
Los isótopos de uranio 238 U y 235 U son los progenitores de dos series radiactivas. Los elementos finales de esta serie son los isótopos. Plomo 206Pb y 207Pb.
En condiciones naturales, los isótopos se distribuyen principalmente 234 tu: 235U : 238 tu= 0,0054: 0,711: 99,283. La mitad de la radiactividad del uranio natural se debe al isótopo 234 tu. Isótopo 234 tu formado por descomposición 238 tu. Para los dos últimos, a diferencia de otros pares de isótopos e independientemente de la alta capacidad de migración del uranio, la constancia geográfica de la relación es característica. El valor de esta relación depende de la edad del uranio. Numerosas mediciones naturales mostraron sus fluctuaciones insignificantes. Entonces, en rollos, el valor de esta relación con respecto al estándar varía entre 0.9959 -1.0042, en sales - 0.996 - 1.005. En los minerales que contienen uranio (nasturano, uranio negro, cirtolitas, minerales de tierras raras), el valor de esta relación varía entre 137,30 y 138,51; además, no se ha establecido la diferencia entre las formas U IV y U VI; en esfena - 138.4. Deficiencia de isótopos detectada en algunos meteoritos 235U. Su concentración más baja en condiciones terrestres fue encontrada en 1972 por el investigador francés Buzhigues en la ciudad de Oklo en África (un depósito en Gabón). Así, el uranio normal contiene un 0,7025 % de uranio 235 U, mientras que en Oklo desciende al 0,557 %. Esto apoyó la hipótesis de un reactor nuclear natural que conduce a la quema de isótopos, predicha por George W. Wetherill de la Universidad de California en Los Ángeles y Mark G. Inghram de la Universidad de Chicago y Paul K. Kuroda, químico de la Universidad de Arkansas, quien describió el proceso en 1956. Además, se han encontrado reactores nucleares naturales en los mismos distritos: Okelobondo, Bangombe y otros Actualmente, se conocen alrededor de 17 reactores nucleares naturales.
Recibo
La primera etapa de la producción de uranio es la concentración. La roca se tritura y se mezcla con agua. Los componentes pesados de materia suspendida se asientan más rápido. Si la roca contiene minerales primarios de uranio, precipitan rápidamente: son minerales pesados. Los minerales de uranio secundario son más ligeros, en cuyo caso la roca estéril pesada se asienta antes. (Sin embargo, está lejos de estar siempre realmente vacío; puede contener muchos elementos útiles, incluido el uranio).
La siguiente etapa es la lixiviación de concentrados, la transferencia de uranio a la solución. Aplicar lixiviación ácida y alcalina. El primero es más económico, ya que se utiliza ácido sulfúrico para extraer uranio. Pero si en la materia prima, como, por ejemplo, en el uranio alquitrán, el uranio está en estado tetravalente, entonces este método no es aplicable: el uranio tetravalente en ácido sulfúrico prácticamente no se disuelve. En este caso, se debe recurrir a la lixiviación alcalina o preoxidar el uranio al estado hexavalente.
No utilizar lixiviación ácida y en los casos en que el concentrado de uranio contenga dolomita o magnesita, reaccionando con ácido sulfúrico. En estos casos, la soda cáustica (hidróxido sodio).
El problema de la lixiviación de uranio de los minerales se resuelve mediante la purga de oxígeno. Se alimenta un flujo de oxígeno a una mezcla de mineral de uranio con minerales de sulfuro calentados a 150 °C. En este caso, el ácido sulfúrico se forma a partir de minerales de azufre, que eliminan el uranio.
En la siguiente etapa, el uranio debe aislarse selectivamente de la solución resultante. Los métodos modernos (extracción e intercambio iónico) permiten resolver este problema.
La solución contiene no solo uranio, sino también otros cationes. Algunos de ellos, bajo ciertas condiciones, se comportan de la misma manera que el uranio: se extraen con los mismos disolventes orgánicos, se depositan sobre las mismas resinas de intercambio iónico y precipitan en las mismas condiciones. Por lo tanto, para el aislamiento selectivo de uranio, uno tiene que usar muchas reacciones redox para deshacerse de uno u otro compañero indeseable en cada etapa. En las modernas resinas de intercambio iónico, el uranio se libera de manera muy selectiva.
Métodos intercambio iónico y extracción también son buenos porque le permiten extraer completamente el uranio de soluciones pobres (el contenido de uranio es décimas de gramo por litro).
Después de estas operaciones, el uranio se transfiere a un estado sólido, a uno de los óxidos o al tetrafluoruro de UF 4. Pero este uranio todavía necesita ser purificado de impurezas con una gran sección transversal de captura de neutrones térmicos. boro, cadmio, hafnio. Su contenido en el producto final no debe exceder las cienmilésimas y millonésimas de uno por ciento. Para eliminar estas impurezas, se disuelve en ácido nítrico un compuesto de uranio comercialmente puro. En este caso, se forma nitrato de uranilo UO 2 (NO 3) 2, que, tras la extracción con fosfato de tributilo y algunas otras sustancias, se purifica adicionalmente a las condiciones deseadas. Luego esta sustancia se cristaliza (o precipita peróxido UO 4 ·2H 2 O) y comienza a encenderse cuidadosamente. Como resultado de esta operación, se forma trióxido de uranio UO 3, que se reduce con hidrógeno a UO 2.
El dióxido de uranio UO 2 a una temperatura de 430 a 600 ° C se trata con fluoruro de hidrógeno seco para obtener tetrafluoruro UF 4 . El uranio metálico se reduce a partir de este compuesto utilizando calcio o magnesio.
Propiedades físicas
El uranio es un metal muy pesado, de color blanco plateado y brillante. En su forma pura, es un poco más blando que el acero, maleable, flexible y tiene ligeras propiedades paramagnéticas. El uranio tiene tres formas alotrópicas: alfa (prismática, estable hasta 667,7 °C), beta (cuadrangular, estable desde 667,7 °C hasta 774,8 °C), gamma (con una estructura cúbica centrada en el cuerpo que existe desde 774,8 °C hasta punto de fusion).
Propiedades radiactivas de algunos isótopos de uranio (se han aislado isótopos naturales):
Propiedades químicas
El uranio puede exhibir estados de oxidación de +III a +VI. Los compuestos de uranio (III) forman soluciones rojas inestables y son fuertes agentes reductores:
4UCl 3 + 2H 2 O → 3UCl 4 + UO 2 + H 2
Los compuestos de uranio (IV) son los más estables y forman soluciones acuosas verdes.
Los compuestos de uranio (V) son inestables y fácilmente desproporcionados en solución acuosa:
2UO 2 Cl → UO 2 Cl 2 + UO 2
Químicamente, el uranio es un metal muy activo. Se oxida rápidamente en el aire y está cubierto con una película de óxido iridiscente. El polvo fino de uranio se enciende espontáneamente en el aire; se enciende a una temperatura de 150-175 °C, formando U 3 O 8 . A 1000 °C, el uranio se combina con nitrógeno para formar nitruro de uranio amarillo. El agua es capaz de corroer el metal, lentamente a bajas temperaturas y rápidamente a altas temperaturas, así como con una molienda fina de polvo de uranio. El uranio se disuelve en ácido clorhídrico, nítrico y otros, formando sales tetravalentes, pero no interactúa con los álcalis. Urano se desplaza hidrógeno de ácidos inorgánicos y soluciones salinas de metales tales como mercurio, plata, cobre, estaño, platinoyoro. Con fuertes sacudidas, las partículas metálicas de uranio comienzan a brillar. El uranio tiene cuatro estados de oxidación - III-VI. Los compuestos hexavalentes incluyen trióxido de uranio (óxido de uranilo) UO 3 y cloruro de uranio UO 2 Cl 2 . El tetracloruro de uranio UCl 4 y el dióxido de uranio UO 2 son ejemplos de uranio tetravalente. Las sustancias que contienen uranio tetravalente suelen ser inestables y se convierten en uranio hexavalente tras una exposición prolongada al aire. Las sales de uranilo, como el cloruro de uranilo, se descomponen en presencia de luz brillante o compuestos orgánicos.
Solicitud
Combustible nuclear
Tiene la mayor aplicación isótopo uranio 235 U, en el que es posible una reacción nuclear en cadena autosostenida. Por lo tanto, este isótopo se usa como combustible en reactores nucleares, así como en armas nucleares. La separación del isótopo U 235 del uranio natural es un problema tecnológico complejo (ver separación de isótopos).
El isótopo U 238 es capaz de fisionarse bajo la influencia del bombardeo con neutrones de alta energía, esta característica se usa para aumentar el poder de las armas termonucleares (se usan los neutrones generados por una reacción termonuclear).
Como resultado de la captura de neutrones seguida de la desintegración β, el 238 U se puede convertir en 239 Pu, que luego se utiliza como combustible nuclear.
El uranio-233, producido artificialmente en reactores a partir de torio (el torio-232 captura un neutrón y se convierte en torio-233, que se descompone en protactinio-233 y luego en uranio-233), puede convertirse en el futuro en un combustible nuclear común para la energía nuclear. centrales (ya existen reactores que utilizan este nucleido como combustible, por ejemplo KAMINI en India) y la producción de bombas atómicas (masa crítica de unos 16 kg).
El uranio-233 es también el combustible más prometedor para los motores de cohetes nucleares de fase gaseosa.
Geología
La rama principal del uso del uranio es la determinación de la edad de minerales y rocas para aclarar la secuencia de procesos geológicos. Esto lo hace la Geocronología y la Geocronología Teórica. La solución del problema de mezclas y fuentes de materia también es fundamental.
La solución del problema se basa en las ecuaciones de desintegración radiactiva, descritas por las ecuaciones.
dónde 238, 235 años— concentraciones modernas de isótopos de uranio; ; — constantes de decaimiento átomos, respectivamente, de uranio 238 tu y 235U.
Su combinación es muy importante:
.
Debido al hecho de que las rocas contienen diferentes concentraciones de uranio, tienen diferente radiactividad. Esta propiedad se utiliza en la selección de rocas por métodos geofísicos. Este método es el más utilizado en geología del petróleo para estudios de pozos geofísicos, este complejo incluye, en particular, registro de gamma o registro de gamma de neutrones, registro de gamma-gamma, etc. Con su ayuda, se identifican reservorios y sellos.
Otras aplicaciones
Una pequeña adición de uranio da una hermosa fluorescencia amarillo verdosa al vidrio (vidrio de uranio).
El uranato de sodio Na 2 U 2 O 7 se utilizó como pigmento amarillo en la pintura.
Los compuestos de uranio se utilizaban como pinturas para pintar sobre porcelana y para vidriados y esmaltes cerámicos (coloreados en colores: amarillo, marrón, verde y negro, según el grado de oxidación).
Algunos compuestos de uranio son fotosensibles.
A principios del siglo XX nitrato de uranilo Fue ampliamente utilizado para mejorar los negativos y teñir (teñir) los positivos (impresiones fotográficas) de marrón.
El carburo de uranio-235 en una aleación con carburo de niobio y carburo de circonio se utiliza como combustible para motores a reacción nucleares (el fluido de trabajo es hidrógeno + hexano).
Las aleaciones de hierro y uranio empobrecido (uranio-238) se utilizan como potentes materiales magnetoestrictivos.
uranio empobrecido
uranio empobrecido
Después de la extracción de 235U y 234U del uranio natural, el material restante (uranio-238) se denomina "uranio empobrecido" porque está empobrecido en el isótopo 235. Según algunos informes, en Estados Unidos se almacenan unas 560.000 toneladas de hexafluoruro de uranio empobrecido (UF 6).
El uranio empobrecido es la mitad de radioactivo que el uranio natural, principalmente debido a la eliminación de este de 234 U. Debido al hecho de que el principal uso del uranio es la producción de energía, el uranio empobrecido es un producto de bajo uso y bajo valor económico.
Básicamente, su uso está asociado a la alta densidad del uranio y su costo relativamente bajo. El uranio empobrecido se utiliza para la protección contra la radiación (irónicamente) y como lastre en aplicaciones aeroespaciales, como las superficies de control de los aviones. Cada avión Boeing 747 contiene 1.500 kg de uranio empobrecido para este fin. Este material también se utiliza en rotores de giroscopios de alta velocidad, grandes volantes, como lastre en vehículos de descenso espacial y yates de carreras, mientras se perforan pozos de petróleo.
Núcleos de proyectiles perforantes
La punta (revestimiento) de un proyectil de calibre 30 mm (cañones GAU-8 del avión A-10) con un diámetro de unos 20 mm de uranio empobrecido.
El uso más famoso del uranio empobrecido es como núcleo para proyectiles perforantes. Cuando se alea con 2 % de Mo o 0,75 % de Ti y se somete a un tratamiento térmico (enfriamiento rápido del metal calentado a 850 °C en agua o aceite, y luego se mantiene a 450 °C durante 5 horas), el uranio metálico se vuelve más duro y resistente que el acero (resistencia a la tracción es mayor de 1600 MPa, a pesar de que para el uranio puro es de 450 MPa). Combinado con su alta densidad, esto hace que el lingote de uranio endurecido sea una herramienta de penetración de blindaje extremadamente efectiva, similar en efectividad al tungsteno más costoso. La punta de uranio pesado también cambia la distribución de masa en el proyectil, mejorando su estabilidad aerodinámica.
Aleaciones similares del tipo Stabilla se utilizan en proyectiles emplumados en forma de flecha de tanques y piezas de artillería antitanque.
El proceso de destrucción de la armadura va acompañado de la trituración del lingote de uranio hasta convertirlo en polvo y su ignición en el aire por el otro lado de la armadura (ver Piroforicidad). Aproximadamente 300 toneladas de uranio empobrecido permanecieron en el campo de batalla durante la Operación Tormenta del Desierto (en su mayor parte, estos son restos de proyectiles del cañón GAU-8 de 30 mm del avión de ataque A-10, cada proyectil contiene 272 g de aleación de uranio ).
Tales proyectiles fueron utilizados por las tropas de la OTAN en los combates en Yugoslavia. Luego de su aplicación, se discutió el problema ecológico de la contaminación por radiación del territorio del país.
Por primera vez, el uranio se utilizó como núcleo para proyectiles en el Tercer Reich.
El uranio empobrecido se utiliza en blindajes de tanques modernos, como el tanque M-1 Abrams.
Acción fisiológica
En microcantidades (10 -5 -10 -8%) se encuentra en los tejidos de plantas, animales y humanos. Se acumula en mayor medida por algunos hongos y algas. Los compuestos de uranio se absorben en el tracto gastrointestinal (alrededor del 1%), en los pulmones: 50%. Los principales depósitos del cuerpo: el bazo, los riñones, el esqueleto, el hígado, los pulmones y los ganglios linfáticos broncopulmonares. El contenido en órganos y tejidos de humanos y animales no supera los 10 −7 g.
Uranio y sus compuestos tóxico. Los aerosoles de uranio y sus compuestos son especialmente peligrosos. Para aerosoles de compuestos de uranio solubles en agua, el MPC en el aire es de 0,015 mg/m³, para formas insolubles de uranio, el MPC es de 0,075 mg/m³. Cuando ingresa al cuerpo, el uranio actúa sobre todos los órganos, siendo un veneno celular general. El mecanismo de acción molecular del uranio está asociado a su capacidad para inhibir la actividad de las enzimas. En primer lugar, los riñones se ven afectados (aparecen proteínas y azúcar en la orina, oliguria). Con la intoxicación crónica, son posibles los trastornos hematopoyéticos y del sistema nervioso.
Producción por países en toneladas por contenido de U para 2005–2006
Producción por empresas en 2006:
Cameco - 8,1 mil toneladas
Río Tinto - 7 mil toneladas
AREVA - 5 mil toneladas
Kazatomprom - 3,8 mil toneladas
JSC TVEL — 3,5 mil toneladas
BHP Billiton - 3 mil toneladas
Navoi MMC - 2,1 mil toneladas ( Uzbekistán, navoi)
Uranio Uno - 1 mil toneladas
Heathgate - 0,8 mil toneladas
Minas Denison - 0,5 mil toneladas
Producción en Rusia
En la URSS, las principales regiones de mineral de uranio fueron Ucrania (los depósitos de Zheltorechenskoye, Pervomayskoye, etc.), Kazajstán (Norte - campo de mineral de Balkashinskoe, etc.; Sur - campo de mineral de Kyzylsay, etc.; Vostochny; todos ellos pertenecen principalmente al tipo volcanogénico-hidrotermal); Transbaikalia (Antey, Streltsovskoye, etc.); Asia Central, principalmente Uzbekistán con mineralización en lutitas negras con centro en la ciudad de Uchkuduk. Hay muchas ocurrencias y manifestaciones de minerales pequeños. En Rusia, Transbaikalia siguió siendo la principal región de mineral de uranio. Alrededor del 93% del uranio ruso se extrae en el depósito en la región de Chita (cerca de la ciudad de Krasnokamensk). La minería la lleva a cabo la Asociación Industrial de Minería y Química de Priargunsky (PIMCU), que forma parte de JSC Atomredmetzoloto (Uranium Holding), utilizando el método de la mina.
El 7% restante se obtiene por lixiviación in situ de ZAO Dalur (región de Kurgan) y OAO Khiagda (Buryatia).
Los minerales resultantes y el concentrado de uranio se procesan en la Planta Mecánica de Chepetsk.
Minería en Kazajstán
Alrededor de una quinta parte de las reservas mundiales de uranio se concentran en Kazajstán (21% y 2º lugar en el mundo). Los recursos totales de uranio son de alrededor de 1,5 millones de toneladas, de las cuales alrededor de 1,1 millones de toneladas pueden extraerse mediante lixiviación in situ.
En 2009, Kazajstán ocupó el primer lugar en el mundo en términos de extracción de uranio.
Producción en Ucrania
La empresa principal es la Planta de Minería y Procesamiento del Este en la ciudad de Zhovti Vody.
Precio
A pesar de las leyendas sobre decenas de miles de dólares por kilogramo o incluso gramos de uranio, su precio real en el mercado no es muy alto: el óxido de uranio no enriquecido U 3 O 8 cuesta menos de 100 dólares estadounidenses por kilogramo. Esto se debe a que para lanzar un reactor nuclear con uranio no enriquecido se necesitan decenas o incluso cientos de toneladas de combustible, y para la fabricación de armas nucleares se debe enriquecer una gran cantidad de uranio para obtener concentraciones adecuadas para crear un bomba.
Y Saturno), es notable, en primer lugar, por su movimiento inusual alrededor del Sol, es decir, a diferencia de todos los demás planetas, Urano gira "retrógrado". ¿Qué significa? Y el hecho de que si otros planetas, incluida nuestra Tierra, son como peonzas en movimiento (debido a la torsión, el cambio de día y noche), entonces Urano es como una bola rodante y, como resultado, el cambio de día / noche también. ya que las estaciones en este planeta son muy diferentes.
¿Quién descubrió a Urano?
Pero comencemos nuestra historia sobre este inusual planeta con la historia de su descubrimiento. El planeta Urano fue descubierto por el astrónomo inglés William Herschel en 1781. Curiosamente, al observar su movimiento inusual, el astrónomo la confundió por primera vez, y solo después de un par de años de observaciones recibió el estado planetario. Herschel quería llamarlo "Estrella de Georg", pero la comunidad científica prefirió el nombre propuesto por Johann Bode - Urano, en honor al antiguo dios Urano, que es la personificación del cielo.
El dios Urano en la mitología antigua es el más antiguo de los dioses, el creador de todo y de todos (incluidos otros dioses), y también el abuelo del dios supremo Zeus (Júpiter).
Características del planeta Urano.
El uranio es 14,5 veces más pesado que nuestra Tierra. Sin embargo, este es el planeta más ligero entre los planetas gigantes, por lo que el planeta que está junto a él, aunque es más pequeño, su masa es mayor que la de Urano. La relativa ligereza de este planeta se debe a su composición, una parte importante de la cual es hielo, y el hielo en Urano es el más diverso: hay hielo de amoníaco, agua y metano. La densidad de Urano es de 1,27 g/cm3.
Temperatura de Urano
¿Cuál es la temperatura en Urano? En vista de la distancia del Sol, por supuesto, es muy frío, y el punto aquí no está solo en su lejanía, sino también en el hecho de que el calor interno de Urano es muchas veces menor que el de otros planetas. El flujo de calor del planeta es extremadamente pequeño, es menor que el de la Tierra. Como resultado, una de las temperaturas más bajas del sistema solar se registró en Urano -224 C, que es incluso más baja que la de Neptuno, que está aún más lejos del Sol.
¿Hay vida en Urano?
A la temperatura descrita en el párrafo anterior, es obvio que el origen de la vida en Urano no es posible.
Atmósfera de Urano
¿Cómo es la atmósfera en Urano? La atmósfera de este planeta está dividida en capas, las cuales están determinadas por la temperatura y la superficie. La capa exterior de la atmósfera comienza a una distancia de 300 km de la superficie condicional del planeta y se llama corona atmosférica, esta es la parte más fría de la atmósfera. Más cerca de la superficie está la estratosfera y la troposfera. Esta última es la parte más baja y más densa de la atmósfera del planeta. La troposfera de Urano tiene una estructura compleja: está formada por nubes de agua, nubes de amoníaco, nubes de metano mezcladas entre sí de forma caótica.
La composición de la atmósfera de Urano difiere de las atmósferas de otros planetas debido al alto contenido de helio y molecular. Además, una gran proporción de la atmósfera de Urano pertenece al metano, un compuesto químico que constituye el 2,3% de todas las moléculas de la atmósfera allí.
Fotos del planeta Urano
Superficie de Urano
La superficie de Urano consta de tres capas: un núcleo rocoso, un manto helado y una capa exterior de hidrógeno y helio, que se encuentran en estado gaseoso. También vale la pena señalar otro elemento importante que forma parte de la superficie de Urano: el hielo de metano, que crea lo que se llama el color azul característico del planeta.
Además, los científicos mediante espectroscopia detectaron monóxido de carbono y dióxido de carbono en la atmósfera superior.
Sí, y Urano también tiene anillos (sin embargo, como otros planetas gigantes), aunque no tan grandes y hermosos como su colega. Por el contrario, los anillos de Urano son tenues y casi invisibles, ya que consisten en muchas partículas muy oscuras y pequeñas, cuyo diámetro varía desde un micrómetro hasta fracciones de metro. Curiosamente, los anillos de Urano fueron descubiertos antes que los anillos de otros planetas con la excepción de Saturno, incluso el descubridor del planeta W. Herschel afirmó que había visto los anillos de Urano, pero luego no le creyeron, ya que el los telescopios de esa época no tenían suficiente potencia para que otros astrónomos pudieran confirmar lo que vio Herschel. Solo dos siglos después, en 1977, los astrónomos estadounidenses Jameson Eliot, Douglas Mincom y Edward Dunham, utilizando el observatorio a bordo de Kuiper, lograron observar los anillos de Urano con sus propios ojos. Además, esto sucedió por casualidad, ya que los científicos simplemente iban a observar la atmósfera del planeta y, sin esperarlo, descubrieron la presencia de anillos en ella.
Por el momento se conocen 13 anillos de Urano, el más brillante de los cuales es el anillo épsilon. Los anillos de este planeta son relativamente jóvenes, se formaron después de su nacimiento. Existe la hipótesis de que los anillos de Urano se forman a partir de los restos de algún satélite destruido del planeta.
lunas de urano
Hablando de lunas, ¿cuántas lunas crees que tiene Urano? Y tiene hasta 27 de ellos (al menos conocidos en este momento). Los más grandes son: Miranda, Ariel, Umbriel, Oberón y Titania. Todas las lunas de Urano son una mezcla de roca y hielo, con la excepción de Miranda, que está hecha completamente de hielo.
Así es como se ven las lunas de Urano en comparación con el planeta mismo.
Muchos satélites no tienen atmósfera, y algunos de ellos se mueven dentro de los anillos del planeta, por lo que también se les llama satélites interiores, y todos ellos tienen una fuerte conexión con el sistema de anillos de Urano. Los científicos creen que muchos satélites fueron capturados por Urano.
Rotación de Urano
La rotación de Urano alrededor del Sol es quizás la característica más interesante de este planeta. Como escribimos anteriormente, Urano gira de manera diferente a todos los demás planetas, es decir, "retrógrado", al igual que una pelota rueda sobre la tierra. Como resultado de esto, el cambio de día y noche (en nuestro sentido habitual) en Urano ocurre solo cerca del ecuador del planeta, además, se encuentra allí muy bajo sobre el horizonte, aproximadamente como en las latitudes polares de la Tierra. En cuanto a los polos del planeta, allí el “día polar” y la “noche polar” se reemplazan cada 42 años terrestres.
En cuanto al año en Urano, un año allí es igual a nuestros 84 años terrestres, es durante este tiempo que el planeta hace un círculo en su órbita alrededor del Sol.
¿Cuánto dura el vuelo a Urano?
¿Cuánto se tarda en volar a Urano desde la Tierra? Si, con las tecnologías modernas, un vuelo a nuestros vecinos más cercanos, Venus, Marte toma varios años, entonces un vuelo a planetas tan distantes como Urano puede tomar décadas. Hasta el momento, solo una nave espacial ha realizado un viaje de este tipo: la Voyager 2, lanzada por la NASA en 1977, voló a Urano en 1986, como puedes ver, el viaje de ida duró casi una década.
También se suponía que enviaría el aparato de Cassini a Urano, que se dedicaba al estudio de Saturno, pero luego se decidió dejar a Cassini cerca de Saturno, donde murió recientemente, en septiembre de 2017.
- Tres años después de su descubrimiento, el planeta Urano se convirtió en escenario de un panfleto satírico. Los escritores de ciencia ficción a menudo mencionan este planeta en sus obras de ciencia ficción.
- Urano se puede ver en el cielo nocturno y, a simple vista, solo necesita saber dónde mirar, y el cielo debe estar perfectamente oscuro (lo que, desafortunadamente, no es posible en las ciudades modernas).
- El planeta Urano tiene agua. Eso es solo que el agua en Urano está congelada, como el hielo.
- Al planeta Urano se le pueden asignar con confianza los laureles del "planeta más frío" del sistema solar.
Planeta Urano, vídeo
Y finalmente, un interesante video sobre el planeta Urano.
Este artículo está disponible en inglés - .
URANO (el nombre en honor al planeta Urano descubierto poco antes que él; lat. uranio * a. uranio; n. Uran; f. uranium; y. uranio), U, es un elemento químico radiactivo del grupo III del sistema periódico de Mendeleev, número atómico 92, masa atómica 238.0289, se refiere a los actínidos. El uranio natural está formado por una mezcla de tres isótopos: 238 U (99,282 %, T 1/2 4,468,10 9 años), 235 U (0,712 %, T 1/2 0,704,10 9 años), 234 U (0,006 %, T 1/2 0.244.10 6 años). También se conocen 11 isótopos radiactivos artificiales de uranio con números de masa de 227 a 240.
El uranio fue descubierto en 1789 en forma de UO 2 por el químico alemán M. G. Klaproth. El uranio metálico fue obtenido en 1841 por el químico francés E. Peligot. Durante mucho tiempo, el uranio tuvo un uso muy limitado, y solo con el descubrimiento de la radiactividad en 1896 comenzó su estudio y uso.
Propiedades del uranio
En estado libre, el uranio es un metal gris claro; por debajo de 667,7°C, se caracteriza por una red cristalina rómbica (a=0,28538 nm, b=0,58662 nm, c=0,49557 nm) (modificación a), en el rango de temperatura 667,7-774°C - tetragonal (a = 1,0759 nm, c = 0,5656 nm; modificación R), a una temperatura más alta - red cúbica centrada en el cuerpo (a = 0,3538 nm, modificación g). Densidad 18700 kg / m 3, fusión t 1135 ° C, ebullición t alrededor de 3818 ° C, capacidad calorífica molar 27.66 J / (mol.K), resistividad eléctrica 29.0.10 -4 (Ohm.m), conductividad térmica 22, 5 W/(m.K), coeficiente de temperatura de dilatación lineal 10.7.10 -6 K -1 . La temperatura de transición del uranio al estado superconductor es de 0,68 K; paramagnet débil, susceptibilidad magnética específica 1.72.10 -6 . Los núcleos 235 U y 233 U se fisionan espontáneamente, así como durante la captura de neutrones lentos y rápidos, el 238 U se fisiona solo durante la captura de neutrones rápidos (más de 1 MeV). Cuando se capturan neutrones lentos, 238 U se convierte en 239 Pu. La masa crítica del uranio (93,5% 235U) en soluciones acuosas es inferior a 1 kg, para una bola abierta de unos 50 kg; para 233 U la masa crítica es aproximadamente 1/3 de la masa crítica de 235 U.
Educación y contenido en la naturaleza.
El principal consumidor de uranio es la ingeniería de energía nuclear (reactores nucleares, centrales nucleares). Además, el uranio se utiliza para producir armas nucleares. Todos los demás campos de uso del uranio tienen una importancia marcadamente subordinada.
En los últimos años, el tema de la energía nuclear se ha vuelto cada vez más relevante. Para la producción de energía atómica, se acostumbra utilizar un material como el uranio. Es un elemento químico perteneciente a la familia de los actínidos.
La actividad química de este elemento determina el hecho de que no esté contenido en forma libre. Para su producción se utilizan formaciones minerales denominadas menas de uranio. Concentran tal cantidad de combustible que permite considerar la extracción de este elemento químico como económicamente racional y rentable. Actualmente, en las entrañas de nuestro planeta, el contenido de este metal supera las reservas de oro en 1000 veces(cm. ). En general, los depósitos de este elemento químico en suelo, agua y roca se estiman en más de 5 millones de toneladas.
En estado libre, el uranio es un metal blanco grisáceo, que se caracteriza por 3 modificaciones alotrópicas: cristal rómbico, celosías cúbicas tetragonales y centradas en el cuerpo. El punto de ebullición de este elemento químico es 4200°C.
El uranio es un material químicamente activo. En el aire, este elemento se oxida lentamente, se disuelve fácilmente en ácidos, reacciona con el agua, pero no interactúa con los álcalis.
Los minerales de uranio en Rusia generalmente se clasifican según varios criterios. La mayoría de las veces difieren en términos de educación. Sí hay minerales endógenos, exógenos y metamorfogénicos. En el primer caso, son formaciones minerales formadas bajo la influencia de altas temperaturas, humedad y derretimiento de pegmatitas. Las formaciones de minerales de uranio exógeno ocurren en condiciones de superficie. Se pueden formar directamente sobre la superficie de la tierra. Esto se debe a la circulación de las aguas subterráneas y la acumulación de precipitaciones. Las formaciones minerales metamorfogénicas aparecen como resultado de la redistribución del uranio inicialmente espaciado.
Según el nivel de contenido de uranio, estas formaciones naturales pueden ser:
- súper rico (más del 0,3%);
- rico (del 0,1 al 0,3%);
- ordinaria (de 0,05 a 0,1%);
- pobre (de 0,03 a 0,05%);
- fuera de balance (del 0,01 al 0,03%).
Aplicaciones modernas del uranio
Hoy en día, el uranio se usa más comúnmente como combustible para motores de cohetes y reactores nucleares. Dadas las propiedades de este material, también se pretende aumentar la potencia de un arma nuclear. Este elemento químico también ha encontrado su aplicación en la pintura. Se usa activamente como pigmentos amarillos, verdes, marrones y negros. El uranio también se usa para fabricar núcleos para proyectiles perforantes.
Extracción de mineral de uranio en Rusia: ¿qué se necesita para esto?
La extracción de minerales radiactivos se lleva a cabo mediante tres tecnologías principales. Si los depósitos de minerales se concentran lo más cerca posible de la superficie de la tierra, entonces se acostumbra utilizar tecnología abierta para su extracción. Implica el uso de topadoras y excavadoras que cavan grandes pozos y cargan los minerales resultantes en camiones de volteo. Luego va al complejo de procesamiento.
Con una ocurrencia profunda de esta formación mineral, se acostumbra utilizar tecnología de minería subterránea, que prevé la creación de una mina de hasta 2 kilómetros de profundidad. La tercera tecnología difiere significativamente de las anteriores. La lixiviación in situ para el desarrollo de depósitos de uranio implica la perforación de pozos a través de los cuales se bombea ácido sulfúrico hacia los depósitos. A continuación, se perfora otro pozo, que es necesario para bombear la solución resultante a la superficie de la tierra. Luego pasa por un proceso de sorción, que permite recolectar las sales de este metal sobre una resina especial. La última etapa de la tecnología SPV es el tratamiento cíclico de la resina con ácido sulfúrico. Gracias a esta tecnología, la concentración de este metal llega a ser máxima.
Depósitos de minerales de uranio en Rusia
Rusia es considerada uno de los líderes mundiales en la extracción de minerales de uranio. Durante las últimas décadas, Rusia ha estado constantemente entre los 7 países líderes en este indicador.
Los mayores yacimientos de estas formaciones minerales naturales son:
Los depósitos mineros de uranio más grandes del mundo: países líderes
Australia es considerada el líder mundial en la extracción de uranio. Más del 30% de todas las reservas mundiales se concentran en este estado. Los depósitos australianos más grandes son Olympic Dam, Beaverley, Ranger y Honeymoon.
El principal competidor de Australia es Kazajstán, que contiene casi el 12% de las reservas mundiales de combustible. Canadá y Sudáfrica contienen cada uno el 11 % de las reservas mundiales de uranio, Namibia, el 8 %, Brasil, el 7 %. Rusia cierra el top siete con un 5%. La clasificación también incluye países como Namibia, Ucrania y China.
Los depósitos de uranio más grandes del mundo son:
| Campo | País | Empezar a procesar |
| presa olímpica | Australia | 1988 |
| rosing | Namibia | 1976 |
| Río MacArthur | Canadá | 1999 |
| Inkai | Kazajstán | 2007 |
| Dominio | Sudáfrica | 2007 |
| guardabosque | Australia | 1980 |
| kharasan | Kazajstán | 2008 |
Reservas y volúmenes de producción de mineral de uranio en Rusia
Las reservas exploradas de uranio en nuestro país se estiman en más de 400.000 toneladas. Al mismo tiempo, el indicador de recursos previstos es de más de 830 mil toneladas. A partir de 2017, hay 16 depósitos de uranio en funcionamiento en Rusia. Además, 15 de ellos se concentran en Transbaikalia. El campo de mineral de Streltsovskoye se considera el principal depósito de mineral de uranio. En la mayoría de los yacimientos domésticos, la extracción se realiza por el método de mina.
- Urano fue descubierto en el siglo XVIII. En 1789, el científico alemán Martin Klaproth logró producir uranio similar al metal a partir del mineral. Curiosamente, este científico también es el descubridor del titanio y el circonio.
- Los compuestos de uranio se utilizan activamente en el campo de la fotografía. Este elemento se utiliza para colorear los positivos y realzar los negativos.
- La principal diferencia entre el uranio y otros elementos químicos es la radiactividad natural. Los átomos de uranio tienden a cambiar de forma independiente con el tiempo. Al mismo tiempo, emiten rayos invisibles al ojo humano. Estos rayos se dividen en 3 tipos: radiación gamma, beta, alfa (ver).
El artículo habla sobre cuándo se descubrió un elemento químico como el uranio y en qué industrias se usa esta sustancia en nuestro tiempo.
Uranio - un elemento químico de la industria energética y militar
En todo momento, las personas han tratado de encontrar fuentes de energía altamente eficientes, e idealmente, para crear el llamado Desafortunadamente, la imposibilidad de su existencia se demostró y justificó teóricamente en el siglo XIX, pero los científicos nunca perdieron la esperanza de darse cuenta. el sueño de algún tipo de dispositivo que sería capaz de entregar grandes cantidades de energía "limpia" durante mucho tiempo.
En parte, esto cobró vida con el descubrimiento de una sustancia como el uranio. Un elemento químico con este nombre formó la base para el desarrollo de reactores nucleares, que en nuestro tiempo proporcionan energía a ciudades enteras, submarinos, barcos polares, etc. Es cierto que su energía no puede llamarse "limpia", pero en los últimos años muchas empresas han estado desarrollando "baterías atómicas" compactas a base de tritio para una amplia venta: no tienen partes móviles y son seguras para la salud.
Sin embargo, en este artículo analizaremos en detalle la historia del descubrimiento de un elemento químico llamado uranio y la reacción de fisión de sus núcleos.
Definición
El uranio es un elemento químico que tiene el número atómico 92 en la tabla periódica. Su masa atómica es 238.029. Se denota con el símbolo U. En condiciones normales, es un metal denso y pesado de color plateado. Si hablamos de su radiactividad, entonces el uranio en sí es un elemento con una radiactividad débil. Tampoco contiene isótopos completamente estables. Y el uranio-338 se considera el más estable de los isótopos existentes.
Descubrimos qué es este elemento, y ahora consideraremos la historia de su descubrimiento.
Historia
La gente conoce una sustancia como el óxido de uranio natural desde la antigüedad, y los antiguos artesanos lo usaban para hacer esmalte, que se usaba para cubrir varias cerámicas para la resistencia al agua de recipientes y otros productos, así como sus decoraciones.
Una fecha importante en la historia del descubrimiento de este elemento químico fue 1789. Fue entonces cuando el químico y nacido en Alemania Martin Klaproth pudo obtener el primer uranio metálico. Y el nuevo elemento obtuvo su nombre en honor al planeta descubierto ocho años antes.
Durante casi 50 años, el uranio obtenido entonces se consideró un metal puro, sin embargo, en 1840, el químico francés Eugene-Melchior Peligot pudo demostrar que el material obtenido por Klaproth, a pesar de las señales externas adecuadas, no era un metal en absoluto. pero el óxido de uranio. Un poco más tarde, el mismo Peligo recibió uranio real, un metal gris muy pesado. Fue entonces cuando se determinó por primera vez el peso atómico de una sustancia como el uranio. El elemento químico en 1874 fue colocado por Dmitri Mendeleev en su famosa tabla periódica de elementos, y Mendeleev duplicó el peso atómico de la sustancia dos veces. Y solo 12 años después se demostró experimentalmente que no se equivocó en sus cálculos.
Radioactividad
Pero el interés realmente generalizado en este elemento en los círculos científicos comenzó en 1896, cuando Becquerel descubrió el hecho de que el uranio emite rayos que llevan el nombre del investigador: rayos Becquerel. Más tarde, una de las científicas más famosas en este campo, Marie Curie, llamó a este fenómeno radiactividad.
Se considera que la próxima fecha importante en el estudio del uranio es 1899: fue entonces cuando Rutherford descubrió que la radiación del uranio no es homogénea y se divide en dos tipos: rayos alfa y beta. Y un año después, Paul Villar (Villard) descubrió el tercero, el último tipo de radiación radiactiva que conocemos hoy: los llamados rayos gamma.
Siete años más tarde, en 1906, Rutherford, basándose en su teoría de la radiactividad, realizó los primeros experimentos, cuyo objetivo era determinar la edad de varios minerales. Estos estudios sentaron las bases, entre otras cosas, para la formación de la teoría y la práctica.
Fisión de núcleos de uranio
Pero, probablemente, el descubrimiento más importante, gracias al cual se inició la extracción y el enriquecimiento generalizado de uranio con fines tanto pacíficos como militares, es el proceso de fisión de los núcleos de uranio. Ocurrió en 1938, el descubrimiento fue realizado por los físicos alemanes Otto Hahn y Fritz Strassmann. Más tarde, esta teoría recibió confirmación científica en los trabajos de varios físicos alemanes más.
La esencia del mecanismo que descubrieron fue la siguiente: si el núcleo del isótopo de uranio-235 se irradia con un neutrón, luego, al capturar un neutrón libre, comienza a dividirse. Y, como todos sabemos ahora, este proceso va acompañado de la liberación de una enorme cantidad de energía. Esto sucede principalmente debido a la energía cinética de la propia radiación y los fragmentos del núcleo. Así que ahora sabemos cómo ocurre la fisión de uranio.
El descubrimiento de este mecanismo y sus resultados es el punto de partida para el uso del uranio con fines tanto pacíficos como militares.
Si hablamos de su uso con fines militares, entonces, por primera vez, la teoría de que es posible crear condiciones para un proceso como una reacción de fisión continua del núcleo de uranio (ya que se necesita una gran energía para detonar una bomba nuclear) fue probado por los físicos soviéticos Zeldovich y Khariton. Pero para crear tal reacción, el uranio debe enriquecerse, ya que en su estado normal no tiene las propiedades necesarias.
Nos familiarizamos con la historia de este elemento, ahora descubriremos dónde se usa.
Aplicaciones y tipos de isótopos de uranio
Después del descubrimiento de un proceso como la reacción de fisión en cadena del uranio, los físicos se enfrentaron a la pregunta de dónde se puede usar.
Actualmente, hay dos áreas principales donde se utilizan los isótopos de uranio. Esta es una industria pacífica (o energética) y militar. Tanto el primero como el segundo utilizan la reacción del isótopo uranio-235, solo difiere la potencia de salida. En pocas palabras, en un reactor nuclear no hay necesidad de crear y mantener este proceso con la misma potencia que es necesaria para llevar a cabo la explosión de una bomba nuclear.
Así, se enumeraron las principales industrias en las que se utiliza la reacción de fisión del uranio.
Pero obtener el isótopo de uranio-235 es una tarea tecnológica extremadamente compleja y costosa, y no todos los estados pueden permitirse construir plantas de enriquecimiento. Por ejemplo, para obtener veinte toneladas de combustible de uranio, en el que el contenido del isótopo de uranio 235 será del 3 al 5%, será necesario enriquecer más de 153 toneladas de uranio natural "en bruto".
El isótopo uranio-238 se utiliza principalmente en el diseño de armas nucleares para aumentar su potencia. Además, cuando captura un neutrón, seguido de un proceso de desintegración beta, este isótopo puede eventualmente convertirse en plutonio-239, un combustible común para la mayoría de los reactores nucleares modernos.
A pesar de todas las deficiencias de tales reactores (alto costo, complejidad de mantenimiento, peligro de accidente), su operación se amortiza muy rápidamente y producen incomparablemente más energía que las centrales térmicas o hidroeléctricas clásicas.
La reacción también permitió la creación de armas nucleares de destrucción masiva. Se distingue por su enorme fuerza, relativa compacidad y el hecho de que es capaz de hacer que grandes áreas de tierra no sean aptas para la habitación humana. Cierto, las armas atómicas modernas usan plutonio, no uranio.
uranio empobrecido
También existe tal variedad de uranio como empobrecido. Tiene un nivel muy bajo de radiactividad, lo que significa que no es peligroso para los humanos. Se vuelve a utilizar en el ámbito militar, por ejemplo, se añade al blindaje del tanque americano Abrams para darle una fuerza adicional. Además, en casi todos los ejércitos de alta tecnología puedes encontrar varios.Además de su gran masa, tienen otra propiedad muy interesante: después de la destrucción del proyectil, sus fragmentos y polvo de metal se encienden espontáneamente. Y, por cierto, por primera vez se utilizó un proyectil de este tipo durante la Segunda Guerra Mundial. Como vemos, el uranio es un elemento que ha sido utilizado en diversos campos de la actividad humana.
Conclusión
Según las previsiones de los científicos, alrededor de 2030, todos los grandes depósitos de uranio se agotaron por completo, después de lo cual comenzará el desarrollo de sus capas de difícil acceso y el precio aumentará. Por cierto, es absolutamente inofensivo para las personas: algunos mineros han estado trabajando en su producción durante generaciones. Ahora hemos descubierto la historia del descubrimiento de este elemento químico y cómo se usa la reacción de fisión de sus núcleos.
Por cierto, se conoce un hecho interesante: los compuestos de uranio se han utilizado durante mucho tiempo como pinturas para porcelana y vidrio (los llamados hasta la década de 1950).