ما هو اليورانيوم وفوائده ومن أين يستخرج – موضوع اليوم 2025

Wat is uranium en de voordelen ervan en waar wordt het gewonnen?De natuurlijke elementen die in Moeder Natuur voorkomen, zijn materialen die door miljoenen mensen zijn gevormd De jaren Uit de natuurlijke omstandigheden waarin het is ontstaan, en elk element heeft zijn eigen kenmerken die worden bepaald door de samenstelling en de omstandigheden waarin het is gevormd, waaronder uranium, dat op dit moment als een van de belangrijkste elementen wordt beschouwd vanwege de mondiale concurrentie om het te produceren vanwege de voordelen die het biedt, en in ons artikel zullen we dit bespreken ReferentiesiteWe zullen leren wat uranium is, wat de voordelen ervan zijn en waar het wordt gewonnen, en we zullen alles noemen wat ermee te maken heeft.

Wat is uranium

Uranium behoort tot de zware metalen en heeft het periodieke symbool U, en het atoomnummer is 92. Uranium wordt op verschillende plaatsen in de wereld van nature in de aardkorst aangetroffen en wordt zelfs in zeewater aangetroffen. Het wordt ook aangetroffen in verschillende soorten grondstoffen en wordt gekenmerkt door zijn overvloed aan het aardoppervlak in vergelijking met andere zware metalen. Het is ongeveer 1000 keer overvloediger aanwezig dan goud radioactiviteit van dit element, aangezien uranium natuurlijke radioactiviteit heeft, omdat de kern onstabiel is en het element daarom in een staat van voortdurend verval verkeert, en hoewel het een natuurlijke substantie in de aardkorst is, is het natuurlijke uranium daarin grotendeels een vorm van radioactiviteit. mengsel van twee isotopen die tot hetzelfde uranium behoren, namelijk uranium 238 en uranium 235.(1)

Zie ook: Een isotoop die gebruikt kan worden om de leeftijd van de aarde te dateren is…

Uraniumisotopen

Uranium bestaat in verschillende enigszins verschillende vormen, bekend als isotopen. Deze isotopen verschillen van elkaar in het aantal ongeladen deeltjes in de kern, ook wel neutronen genoemd. Hoewel het 16 isotopen heeft, heeft natuurlijk uranium slechts drie isotopen, waarvan er twee ruw zijn uranium, en deze natuurlijke isotopen zijn:

• Uranium 238: Het wordt U-238 genoemd en is de enige isotoop die splijting ondergaat, wat betekent dat het uiteen kan vallen onder invloed van een neutron, en vertegenwoordigt 99,3% van het ruwe uranium.
• Uranium 235: Het wordt U-235 genoemd en vormt ongeveer 0,7% van de massa uraniumerts.
• Uranium 234: Het wordt U-234 genoemd en is de minst voorkomende isotoop, die slechts 0,0054% van het ruwe uranium uitmaakt.

Isotopenscheidingsproces

Het atoomnummer van uranium is 92, wat het aantal protonen in de kern is, terwijl de drie natuurlijke isotopen verschillende atoomnummers bevatten, aangezien uranium 238 atomen 146 neutronen bevatten, uranium 235 atomen 143 neutronen, terwijl uranium 234 atomen slechts 142 bevatten. neutronen, en geeft het aantal. De totale atomaire massa van protonen en neutronen van elke isotoop is respectievelijk 238, 235 of 234. De grootte en het gewicht van deze isotopen variëren enigszins, wat betekent dat met de juiste apparatuur en minder onder de juiste omstandigheden kunnen de isotopen worden gescheiden.

Kernbommen gemaakt van uranium

Kernbommen, of atoombommen, zijn kernwapens die de energie die voortkomt uit kernsplijting gebruiken om enorme explosies te veroorzaken. In feite werden er in de context van de Tweede Wereldoorlog slechts twee kernwapens gebruikt, beide door de Verenigde Staten, tegen het einde van de Tweede Wereldoorlog de oorlog rond het jaar 1954 na Christus. Atoombommen bestaan ​​uit een splijtbaar element, zoals uranium, verrijkt met een isotoop die een kernreactieketen in stand kan houden. Een vrij neutron raakt de kern van een splijtbaar atoom zoals uranium-235 , of U-235, splitst het uranium in twee kleinere atomen die splijtingsfragmenten worden genoemd, plus meer neutronen. Spontane splijting is duurzaam, omdat het meer neutronen produceert met de snelheid die nodig is om nieuwe splijtingen te veroorzaken, en dit veroorzaakt een kettingreactie.(1)

Wie heeft uranium ontdekt?

Uranium werd voor het eerst ontdekt door de Duitse chemicus Martin Klaproth in 1789 na Christus, door een experiment uit te voeren waarbij hij uraniumoxide isoleerde terwijl hij pekblende-monsters analyseerde uit zilvermijnen in het voormalige koninkrijk Bohemen, gelegen in het huidige Tsjechië. Republiek. Zijn ontdekking heette destijds. De naam Uran werd vernoemd naar de planeet Uranus, die acht jaar vóór de ontdekking van uranium werd ontdekt. ​​Uranium werd destijds een splijtbaar element genoemd, omdat het in staat was splijting te ondergaan Het is vermeldenswaard dat later duidelijk werd dat de ontdekking van Martin Klaproth uraniumoxide was en niet puur uranium zoals aanvankelijk werd gedacht, aangezien er later meer werd ontdekt en de vele eigenschappen ervan bekend waren.(2)

Geschiedenis van uranium

De geschiedenis van uranium gaat terug tot het einde van de achttiende eeuw, toen het werd ontdekt door de wetenschapper Martin Klaproth. Ondanks de vroege ontdekking ervan werden de belangrijke eigenschappen ervan pas tientallen jaren later ontdekt , dat op zijn beurt werd gebruikt voor het glazuren van keramiek en voor het kleuren in de vroege fotografie, werden de tegenwoordig bekende radioactieve eigenschappen ervan pas in 1866 na Christus erkend, en de mogelijkheid om het als energiebron te gebruiken werd pas halverwege de twintigste eeuw duidelijk. eeuw. Het werd ook gebruikt in de nasleep van de Tweede Wereldoorlog, door de Verenigde Staten van Amerika, die hun atoombom produceerden, waarbij het Japanse bloedbad in Hiroshima plaatsvond, en de ontwikkeling van het materiemateriaal, totdat uranium nu wordt gebruikt. om commerciële kernreactoren te exploiteren die elektriciteit produceren, en om isotopen te produceren die worden gebruikt voor medische, industriële en defensiedoeleinden over de hele wereld.(2)

Uranium-eigenschappen

Uranium is een element dat van nature op aarde voorkomt, en net als elk ander element heeft het zijn eigen fysische en chemische eigenschappen, waarvan de belangrijkste zijn:(2)

• Atoomnummer: Het aantal protonen in de kern is 92.
• Atoom symbool: In het periodiek systeem der elementen is dit U.
• Atoomgewicht: Dat is de gemiddelde massa van het atoom, gelijk aan 238,02891.
• Dikte: 18,95 gram per kubieke centimeter.
• de voorwaarde: Bij kamertemperatuur is het vast en zijn de atomen opgelost in water of luchtgassen.
• Smeltpunt: Het is 1135 graden Celsius, of 2075 graden Fahrenheit.
• kookpunt: Het is 4.131 graden Celsius, wat overeenkomt met 7.468 Fahrenheit.
• Aantal isotopen: Uranium heeft 16 isotopen, waarvan er slechts 3 in de natuur voorkomen.
• Verschijning: Uranium is een glanzend, zwaar metaal met een zilverwitte kleur.
• fysiek: Het is flexibel, taai en licht magnetisch.
• Chemisch: Bij blootstelling aan lucht wordt uraniummetaal bedekt met een laag oxide. Zuren lossen het metaal op, maar worden niet aangetast door alkaliën.
• Effect: Uranium en zijn verbindingen, uranyl, zijn zowel chemisch als radiologisch zeer giftig.
• radioactiviteit: Uranium vertoont drie radioactieve kristalmodificaties: alfa, bèta en gamma.

Uraniumbronnen

Er zijn verschillende bronnen van uranium, waarvan de belangrijkste zijn:(3)

• In mineralen wordt het aangetroffen in pekblende, carniet, cliviet, autuniet, uraniet, uranovan en turbuniet.
• In gesteenten wordt uranium aangetroffen in fosfaatgesteenten, bruinkool en monazietzand.
• Uranium kan worden bereid door uraniumhalogeniden te reduceren met alkali- of aardalkalimetalen, of door uraniumoxiden te reduceren met calcium, koolstof of aluminium bij verhoogde temperaturen.
• Het metaal kan worden geproduceerd door elektrolyse van KUF 5 of UF 4, opgelost in een gesmolten mengsel van CaCl2 en NaCl.
• Hoogzuiver uranium kan worden bereid door thermische ontleding van uraniumhalogeniden

Hoe wordt uranium gewonnen?

Uranium wordt in zijn ruwe vorm uit de mijn gewonnen, in een laagwaardige vorm, en daarom moet het uranium uit deze ertsen worden geconcentreerd om er overvloedige hoeveelheden van te verkrijgen het uranium wordt gewonnen via een aantal chemische processen, verwerking genoemd, en vormt zich. Het resultaat is een gele pasta, of een zogenaamde gele cake, die 75% uraniumoxide bevat. Daarna volgt de fase van het zuiveren van de gele pasta een reeks chemische transformaties en het omzetten ervan in een gefluoreerde vorm, of wat uraniumhexafluoride wordt genoemd, zodat elk atoom één uranium heeft, zes fluoratomen, dit wordt het conversieproces genoemd, en dus is het uranium een ​​product dat vrij is van onzuiverheden. klaar voor verrijking.(3)

Wat is uraniumverrijking?

In eenvoudige zin is uraniumverrijking een noodzakelijk proces om effectieve splijtstof te creëren uit uranium gewonnen uit moeder natuur, door het percentage uranium 235 te verhogen, dat op zijn beurt splijting ondergaat door thermische neutronen. Het verrijkingsproces is gekoppeld aan het productieproces. Na het zuiveren van de gele pasta en het omzetten ervan in uraniumhexafluoride, wordt het uranium klaar voor verrijking, aangezien het percentage uranium 235 wordt verhoogd van 0,7 procent in natuurlijk uranium tot ongeveer 3 tot 5 procent voor gebruik in kernreactorbrandstof via verschillende processen, zoals het isotopenscheidingsproces dat we eerder hebben uitgelegd, of gasdiffusie of gascentrifuges.(3)

Gebruik van uranium

Historisch gezien kende de mens uranium zonder het te weten, toen uraniumoxide werd gebruikt als kleurstof voor keramische coatings, en na de ware en duidelijke ontdekking ervan kwamen de belangrijkste toepassingen ervan naar voren, waaronder:(4)

• Uranium is van groot belang als nucleaire brandstof, omdat nucleaire brandstof wordt gebruikt om elektrische energie op te wekken, isotopen te maken en wapens te maken.
• In de geologie van de aarde geloven wetenschappers dat uranium en thorium verantwoordelijk zijn voor het grootste deel van de interne hitte van de aarde.
• Uranium 238, met een halfwaardetijd van 4,51 x 109 jaar, wordt gebruikt om de ouderdom van stollingsgesteenten te schatten, wat bekend staat als radiometrische datering.
• Uranium kan worden gebruikt om staal te versterken en te verharden.
• Uranium wordt gebruikt in industrieën zoals geleidingsapparatuur, gyroscopische kompassen, raketonderdrukkers, enz.
• Uranium wordt gebruikt voor röntgendoelen, die veel worden gebruikt in de medische sector.
• Het nitraat kan worden gebruikt als fotografisch poeder en het acetaat wordt ook gebruikt in de analytische chemie.
• Wetenschappers hebben gesuggereerd dat de natuurlijke aanwezigheid van uranium in de bodem een ​​bewijs kan zijn van de aanwezigheid van radon en zijn dochters.
• Uraniumzouten werden gebruikt om vaseline-gele glas- en keramische coatings te produceren.

Voordelen van uranium

Als natuurlijk materiaal, en als het vreedzaam wordt gebruikt zonder enige andere nucleaire doeleinden, wordt uranium beschouwd als een van de belangrijkste materialen die grote voordelen bieden, vooral op energiegebied, en tot de belangrijkste voordelen behoren:(4)

• Kernenergie, geproduceerd uit uranium, is een koolstofvrije en gezondere elektriciteitsbron dan fossiele brandstoffen.
• Uranium is een geweldige energiebron voor betrouwbare basislaststroom voor het elektriciteitsnet.
• Het is een koolstofneutrale, gezondere elektriciteitsbron dan fossiele brandstoffen.
• Het gebruik van minder materialen in centrales, zoals uranium, betekent minder mijnbouw en minder impact op het milieu.
• Uranium is wijdverspreid, vooral in grote industrieën, en de daarvan afgeleide radio-isotopen zijn zeer nuttig, vooral op medisch gebied.
• Uranium wordt, samen met enkele andere radioactieve materialen, gebruikt om de vorming van de aarde, haar geschiedenis en de ondergrondse rijkdommen daarin te leren kennen.
• Economisch gezien worden de productie en verrijking van uranium beschouwd als een van de industrieën die de economieën van de producerende landen ontwikkelen, vooral in Canada, en ze bieden ook zeer grote werkgelegenheidskansen.

Zie ook: Alle actiniden zijn radioactieve elementen

Uraniumschade

Radioactieve vervuiling en zware metalen gaan hand in hand met de ontwikkeling van uranium. Uraniumwinning heeft een ongelukkige erfenis van bedreigde soorten en vervuilde, vaak permanent, openbare gronden en kostbare wateren opgeleverd, wat catastrofale gevolgen voor de menselijke gezondheid kan hebben kan aquatische ecosystemen honderden jaren lang vervuilen en daarnaast stroomafwaartse gemeenschappen, vissen en dieren in het wild bedreigen. Alle stadia van de ontwikkeling van uranium, van exploratie tot mijnbouw, winning en productie, kunnen unieke bedreigingen vormen voor soorten, ecosystemen en menselijke gemeenschappen, variërend van de vernietiging. van… Verstoring van habitats en wilde dieren, bioaccumulatie en onomkeerbare watervervuiling bedreigen de huidige welvaart door voort te bouwen op de erfenis van uranium van milieu- en sociale schade.(4)

Hiermee zijn we aan het einde gekomen van ons artikel, getiteld Wat is uranium en de voordelen ervan en waar wordt het gewonnen?, Waardoor we leerden wat uranium is, de eigenschappen, voordelen, plaatsen van winning, wie het heeft ontdekt, de geschiedenis ervan, de bronnen en de vele toepassingen ervan. We leerden ook over het gebruik ervan in een atoombom, en hoe het verrijkt wordt.