Uraniumi është një element kimik me simbolin U, numrin atomik 92, peshën atomike relative 238.03 dhe në tabelën periodike 92U238.03 njihet si element radioaktiv.
Uraniumi apo Urani është një metal gri argjendi në serinë aktinide të tabelës periodike. Një atom uraniumi ka 92 protone dhe 92 elektrone, nga të cilat 6 janë elektrone valence. Uraniumi zbërthehet radioaktivisht, zakonisht duke emetuar një grimcë alfa. Gjysma e jetës së këtij prishjeje varion midis 159,200 dhe 4.5 miliardë vjet për izotope të ndryshme, duke i bërë ato të dobishme për datimin e moshës së Tokës.
Uraniumi është një metal i bardhë argjendi, dobët radioaktiv. Ka një fortësi Mohs prej 6, e mjaftueshme për të gërvishtur xhamin dhe afërsisht e barabartë me atë të titanit, rodiumit, manganit dhe niobiumit. Është i lakueshëm, duktil, pak paramagnetik, fort elektropozitiv dhe një përcjellës i dobët elektrik. Metali i uraniumit ka një densitet shumë të lartë prej 19.1 g/cm3, më i dendur se plumbi (11.3 g/cm3), por pak më pak i dendur se tungsteni dhe ari (19.3 g/cm3).
Fakte tabelare të Uraniumit
| Uraniumi: simboli U, perioda 7, rendi aktinidet, blloku f |
| Numri atomik: 92 |
| Pesha atomike relative: 238.03 |
| Pika e shkrirjes: 1405.3 K (1132.2 °C, 2070 °F) |
| Pika e vlimit: 4404 K (4131 °C, 7468 °F) |
| Dendësia (në 20 °C): 19.050 g/cm3, në gjendje të lëngët (at m.p.) 17.3 g/cm3 |
| Konfigurimi i elektroneve: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f3 6d1. |
| Gjendja e oksidimit, E zakonshme: +6 , tjerat; −1, +1,? +2,? +3, +4, +5 |
| Nxehtësia e shkrirjes: 9.14 kJ/mol |
| Nxehtësia e avullimit: 417.1 kJ/mol |
| Kapaciteti i nxehtësisë molare: 27.665 J/(mol·K) |
| Elektronegativiteti Shkalla Pauling: 1.38 |
Metali i uraniumit reagon me pothuajse të gjithë elementët jometalikë (përveç gazrave fisnikë) dhe përbërjet e tyre, me reaktivitetin që rritet me temperaturën. Acidet klorhidrike dhe nitrike shpërndajnë uraniumin, por acidet jo oksiduese përveç acidit klorhidrik sulmojnë elementin shumë ngadalë. Kur ndahet imët, mund të reagojë me ujë të ftohtë; Në ajër, metali i uraniumit lyhet me një shtresë të errët të dioksidit të uraniumit. Uraniumi në xehe nxirret kimikisht dhe shndërrohet në dioksid uraniumi ose forma të tjera kimike të përdorshme në industri.
Izotopet më të zakonshme në uraniumin natyror janë uraniumi-238 (i cili ka 146 neutrone dhe përbën mbi 99% të uraniumit në Tokë) dhe uraniumi-235 (i cili ka 143 neutrone). Uraniumi ka peshën më të lartë atomike të elementeve që ndodhin në mënyrë primordiale. Dendësia e tij është rreth 70% më e lartë se ajo e plumbit dhe pak më e ulët se ajo e arit ose tungstenit. Ndodh natyrshëm në përqendrime të ulëta prej disa pjesësh për milion në tokë, shkëmb dhe ujë, dhe nxirret komercialisht nga mineralet që përmbajnë uranium si uraniti.]1
Zbulimi i uraniumit në vitin 1789 në mineralin pitchblende i atribuohet Martin Heinrich Klaproth, i cili e quajti elementin e ri sipas planetit të zbuluar së fundmi Uran. Eugène-Melchior Péligot ishte personi i parë që izoloi metalin dhe vetitë e tij radioaktive u zbuluan në 1896 nga Henri Becquerel. Hulumtimet nga Otto Hahn, Lise Meitner, Enrico Fermi dhe të tjerë, si J. Robert Oppenheimer duke filluar nga viti 1934 çuan në përdorimin e tij si lëndë djegëse në industrinë e energjisë bërthamore dhe në Little Boy, arma e parë bërthamore e përdorur në luftë.
Uraniumi është një element metalik i dendur dhe i fortë me ngjyrë të bardhë argjendi. Është duktilo, i lakueshëm dhe i aftë të marrë një lustrim të lartë. Në ajër metali njolloset dhe kur ndahet imët shpërbëhet në flakë. Është një përcjellës relativisht i dobët i energjisë elektrike. Megjithëse u zbulua (1789) nga kimisti gjerman Martin Heinrich Klaproth, i cili e quajti atë sipas planetit të zbuluar së fundmi Uran, vetë metali u izolua për herë të parë (1841) nga kimisti francez Eugène-Melchior Péligot nga reduktimi i tetraklorurit të uraniumit (UCl4) me kalium.
Përdorimet e Uraniumit
Komponimet e uraniumit janë përdorur si agjentë ngjyrues për qeramikën. Heksafluori i uraniumit (UF6) është një trup i ngurtë me një presion avulli jashtëzakonisht të lartë (115 torr = 0.15 atm = 15,300 Pa) në 25 °C (77 °F). UF6 është kimikisht shumë reaktiv, por, pavarësisht natyrës së tij gërryese në gjendjen e avullit, UF6 është përdorur gjerësisht në metodat e difuzionit të gazit dhe centrifugës së gazit për ndarjen e uranium-235 nga uraniumi-238.]2
Përdorimi kryesor i uraniumit në sektorin civil është të furnizojë me karburant centralet bërthamore. Një kilogram uranium-235 teorikisht mund të prodhojë rreth 20 TJ (lexohet: terraxhaul) energji, duke supozuar zbërthim të plotë; po aq energji sa 1.5 milionë kg thëngjill.
Uraniumi përdoret kryesisht si lëndë djegëse për termocentralet bërthamore, në aplikime ushtarake dhe në procese të ndryshme industriale për shkak të vetive të tij unike.
1. Prodhimi i energjisë bërthamore
Burimi i karburantit: Uraniumi, veçanërisht izotopi Uranium-235, është një lëndë djegëse kryesore për reaktorët bërthamorë.Ai i nënshtrohet ndarjes, duke çliruar një sasi të konsiderueshme energjie të përdorur për prodhimin e energjisë elektrike . Një sasi e vogël uraniumi mund të prodhojë një sasi të madhe energjie; për shembull, një kilogram Uranium-235 mund të japë mbi 20 terajoule energji.
Pasurimi: Uraniumi natyral përmban rreth 0.7% Uranium-235, i cili duhet të pasurohet për të rritur përqendrimin e tij për përdorim në reaktorë.
2. Aplikimet ushtarake
Armët bërthamore: Uraniumi përdoret në prodhimin e armëve bërthamore. Izotopi Uranium-235 është thelbësor për krijimin e një reaksioni zinxhir bërthamor, i cili është baza për bombat atomike.
Uraniumi i varfëruar: Ky është një nënprodukt i procesit të pasurimit dhe përdoret në municionet e blinduara dhe forcat e blinduara të automjeteve ushtarake për shkak të lartë të dendësisë së tij dhe aftësia për të depërtuar në forca të blinduara në mënyrë efektive.
3. Përdorimet industriale dhe shkencore
Mbrojtja nga rrezatimi: Dendësia e uraniumit e bën atë efektiv për mbrojtjen nga rrezatimi në aplikime të ndryshme, duke përfshirë mjediset mjekësore dhe industriale.
Ngjyrat dhe njollat: Historikisht, përbërjet e uraniumit janë përdorur në xhamimin e qeramikës dhe si ngjyra në industrinë e tekstilit.
Datimi gjeologjik: Izotopet e uraniumit, veçanërisht uraniumi-238, përdoren në datimin radiometrik për të përcaktuar moshën e shkëmbinjve dhe mineraleve, duke ofruar njohuri në gjeologji proceset.
4. Kërkimi dhe zhvillimi
Kërkimi bërthamor: Uraniumi është një subjekt i kërkimeve të gjera në fizikën dhe inxhinierinë bërthamore, duke kontribuar në përparimet në prodhimin e energjisë dhe masat e sigurisë në teknologjinë bërthamore.
Vetitë unike të uraniumit, duke përfshirë aftësinë e tij për t’iu nënshtruar ndarjes dhe dendësinë e tij të lartë, e bëjnë atë një burim kritik si në prodhimin e energjisë ashtu edhe në aplikimet ushtarake, duke pasur gjithashtu rëndësi historike në procese të ndryshme industriale.
–
Referencat
