Uran

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
protaktinij - uran - neptunij
Nd

U
  
 
 

U-TableImage.png
Splošno
Ime, znak, število uran, U, 92
Kemijska vrsta aktinoidi
perioda, blok 7 , f
Gostota, trdota 19050 kg/m3, ND
Izgled temno siva kovina
uran
Lastnosti atoma
Atomska teža 238,0289 a. e. m.
Polmer atoma (izračunan) 175 (ND) pm
Kovalentni polmer ND pm
van der Waalsov polmer 186 pm
Elektronska konfiguracija [Rn]7s25f26d1
e- na energijski nivo 2,8,18,32,21,9,2
Oksidacijska stanja (oksid) 5 (šibka baza)
Zgradba mreže Orthohombic
Fizikalne lastnosti
Agregatno stanje trdno (paramagnetik)
Tališče 1405 K (2912 °F)
Vrelišče 2070 K (7473 °F)
Molarna prostornina 12,49 ×10−6 m3/mol
Izparilna toplota 477 kJ/mol
Talilna toplota 15,48 kJ/mol
Parni tlak ND Pa pri 2200 K
Hitrost zvoka 3155 m/s pri 293,15 K
Razne lastnosti
Elektronegativnost 1,38 (Paulingova lestvica)
Specifična toplota 120 J/(kg·K)
Električna prevodnost 3,8 106/m ohm
Toplotna prevodnost 27,6 W/(m·K)
1. ionizacijski potencial 597,6 kJ/mol
2. ionizacijski potencial 1420 kJ/mol
Najstabilnejši izotopi
izo NA t1/2 DM DE MeV DP
232U {sint.} 68,9 let α & SF 5,414 228Th
233U {sint.} 159,200 let SF & α 4,909 229Th
234U 0,006 % 245,500 leta SF & α 4,859 230Th
235U 0,72 % 7,038 E8 let SF & α 4,679 231Th
236U {sint.} 2,342 E7 let SF & α 4,572 232Th
238U 99,275 % 4,468 E9 let SF & α 4,270 234Th
Če ni označeno drugače, so
uporabljene enote SI in standardni pogoji.

Urán (latinsko uranium) je kemični element, ki ima v periodnem sistemu simbol U in atomsko število 92. Ta težek, srebrno-bel, strupen, kovinski, naravno radioaktiven element pripada skupini aktinidov. Njegov izotop uran-235 se uporablja kot gorivo v jedrskih reaktorjih in jedrskem orožju. Uran navadno najdemo v zelo malih količinah v kameninah, prsti, vodi, rastlinah in živalih (vključno z ljudmi). V naravi se nahaja kot uran-238 (99.2739–99.2752%), uran-235 (0.7198–0.7202%), in zelo majhna količina uranium-234 (0.0050–0.0059%).[1] Uran počasi razpada z alfa razpadom. Razpolovni čas urana-238 je 4.47 milijarde let, U-235 pa 704 milijonov let. [2]. U-235 je edini material v naravi, ki se cepi (fisija). U-238 postane cepilen, če sprejme hitre nevtrone, ki ga transmutirajo v plutonij-239. Če sprejme torij nevtron transmutira uran-233, ki je tudi cepilen. Oba dva izotopa sta pomembna energetska vira v jedrski tehniki, ker je uran-235 sorazmerno malo.

Uran je leta 1789 odkril Martin Heinrich Klaproth, ki ga je poimenoval po planetu Uranu. Eugène-Melchior Péligot je bil prvi ki je ločil (izoliral) material, njegove radioaktivne lastnosti je odkril Henri Becquerel leta 1896. Raziskovanje Enrico Fermija in drugih je privedlo od uporabe v jedrskih reaktorjih in atomski bombi.

Uporaba[uredi | uredi kodo]

Daleč največ urana se uporablja v jedrski tehniki za proizvodnjo električne energije ali pa jedrskega orožja. S popolno fisijo (cepitvijo) enega kilograma U-235 pridobimo okrog 83 terajoulov energije (8,314×1013 joulov), kar ustreza približno 2000 tonam dizelskega goriva ali 3000 tonam črnega premoga. Nuklearna elektrarna Krško, ki ima toplotono moč 2000 MW (električno moč 696 MW) porabi dnevno za delovanje samo 2,107 kg U-235. V praksi se porabi manj, cepitev U-235 prispeva dve tretjini moči, zraven se cepi še Pu-239, ki se proizvaja v reaktorju in prispeva približno tretjino moči. Pri atomskih bombah se ne cepi ves material, predvsem zaradi hitre reakcije, vendar dobimo kljub temu velikansko količino energije.

Obogatenje urana[uredi | uredi kodo]

Za uporabo v reaktorjih ali pa v atomski bombi moramo uran obogatiti. Zvišati je potrebno delež U-235 0,72% iz naravnega urana na 3,7-5% za gorivo jedrskih reaktorjev. Izjema so sicer CANDU reaktorji, ki uporabljajo naravni uran kot gorivo. Za reaktorje jedrskih podmornic, letalonosilk ali ruskih ledolomilcev je potreben 20-90% visoko obogaten uran. Visokoobogaten uran se uporablja, da ni potrebno menjanje goriva vsakih 18 mesecev kot pri elektrčnih jedrskih reaktorjih, so pa zato veliko dražji za obratovanje. Za jedrsko bombo se uporablja nad 80% obogten uran. Po obogatenju urana, ostane sorazmerno veliko osiromašenega urana, ki je sestavljen iz U-238, v njem ostane 0,2% U-235, ki se ga ne izloči. V prihodnosti bodo lahko osiromašeni uran uporabljali v oplodnih reaktorjih (tansmutirali v cepilne materiale) in tako uporabili ta material, ki se trenutno smatra za odpadek.

Osiromašeni uran[uredi | uredi kodo]

Osiromašeni uran se zaradi velike gostote (19050 kg/m3), ki je večja od svinca, uporablja za protioklepne in protitankovske naboje. Američani so ga uporabljali za 30 mm hitrostrelno orožje Gatling in protitankovske granate v njihovih tankih M1 Abrams. Osiromašen uran so tudi uporabljali kot oklep na istem tanku. Naboj iz osiromašenega urana se ob zadetku deformira tako, da še vedno ostane oster (ang. Self Sharpening). Vendar pa njegova uporaba povzroča biološki hazard, po zadetku zgori in se spremeni v prah, ki je nevaren, če ga vdihnemo.

Uran v Sloveniji[uredi | uredi kodo]

V Sloveniji so med letoma 1981 in 1990 kopali uranovo rudo v rudniku urana v Žirovskem vrhu, od leta 1984 so proizvajali tudi uranov koncentrat. Do prenehanja del so izkopali 633.000 ton uranove rude in proizvedli 452 ton uranovega oksida v rumeni pogači. Od leta 1992 rudnik zapirajo, razgrajujejo naprave in dekontaminirajo okolico.


Sklici in reference[uredi | uredi kodo]

  1. ^ "Uranium Isotopes". Pridobljeno dne 14 March 2012. 
  2. ^ "WWW Table of Radioactive Isotopes". Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, US. 


Zunanje povezave[uredi | uredi kodo]