powered by CADENAS

Social Share

Uran (pierwiastek) (17503 views - Material Database)

Uran (U, łac. uranium) – pierwiastek chemiczny z grupy aktynowców w układzie okresowym. Wśród pierwiastków występujących naturalnie na Ziemi ma największą liczbę atomową – 92 (nie licząc śladowych ilości 93Np i 94Pu). W uranie naturalnym występuje głównie słabo promieniotwórczy izotop 238U (około 99,3%), któremu towarzyszy 235U (około 0,7%) i ślady 234U. Jądra wszystkich izotopów uranu ulegają rozpadowi radioaktywnemu. Jądra izotopów 235U i 233U ulegają rozszczepieniu spontanicznemu, wymuszonemu rozszczepieniu jądra. Syntetyczny rozszczepialny izotop 233U otrzymuje się przez bombardowanie toru 232Th neutronami.
Go to Article

Uran (pierwiastek)

Uran (pierwiastek)

Uran (pierwiastek)
Uran
protaktyn ← uran → neptun
Wygląd
srebrzystobiały

Widmo emisyjne uranu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a. uran, U, 92
(łac. uranium)
Grupa, okres, blok –, 7, f
Stopień utlenienia V
Właściwości metaliczne aktynowiec
Właściwości tlenków słabo zasadowe
Masa atomowa 238,02891(3)[a][2] u
Stan skupienia stały
Gęstość 19 050 kg/m³
Temperatura topnienia 1132 °C
Temperatura wrzenia 1797 °C
Numer CAS 7440-61-1
PubChem 23989[3]
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Uran (U, łac. uranium) – pierwiastek chemiczny z grupy aktynowców w układzie okresowym. Wśród pierwiastków występujących naturalnie na Ziemi ma największą liczbę atomową – 92 (nie licząc śladowych ilości 93
Np
i 94
Pu
)[4].

W uranie naturalnym występuje głównie słabo promieniotwórczy izotop 238
U
(około 99,3%), któremu towarzyszy 235
U
(około 0,7%) i ślady 234
U
. Jądra wszystkich izotopów uranu ulegają rozpadowi radioaktywnemu. Jądra izotopów 235
U
i 233
U
ulegają rozszczepieniu spontanicznemu, wymuszonemu rozszczepieniu jądra. Syntetyczny rozszczepialny izotop 233
U
otrzymuje się przez bombardowanie toru 232
Th
neutronami.

Właściwości

Właściwości fizyczne

Czysty uran jest srebrzystobiałym metalem o dużej gęstości – 65% większej niż gęstość ołowiu – lecz w odróżnieniu od niego jest jednym z najtwardszych metali (HB = 2400 MN/m²)[5]. Jest plastyczny i kowalny, jest słabym paramagnetykiem i przewodnikiem elektrycznym (opór właściwy 28×10−8 Ω·m; 16 razy większy od miedzi)[6].

Tworzy formy alotropowe[6]:

  • alfa (rombowa) stabilna do 668 °C;
  • beta (tetragonalna) stabilna w zakresie od 668 do 775 °C;
  • gamma (regularna centrowana objętościowo b.c.c) od 775 °C do temperatury topnienia.

Właściwości chemiczne

Jest silnie elektrododatni. Reaguje z prawie wszystkimi pierwiastkami niemetalicznymi i wieloma ich związkami. Kwas solny i azotowy roztwarzają uran, ale kwasy nieutleniające poza kwasem solnym roztwarzają go bardzo powoli. Silnie rozdrobniony jest piroforyczny i reaguje z zimną wodą. Na powietrzu pokrywa się ciemną warstwą tlenku. Ze względu na reaktywność, z rud ekstrahuje się go w układach wodnych i przekształca w tlenek uranu(IV) lub inne formy używalne w przemyśle[6].

Występowanie

Uran występuje na Ziemi naturalnie w postaci związków chemicznych, w skorupie ziemskiej w ilości 1,8 ppm zajmując 51. miejsce wśród pierwiastków. Można znaleźć go w skałach (w granicie 2 - 10 mg/kg skały), glebie, wodzie (w oceanie 0,0033 ppm), roślinach, zwierzętach, a nawet w ciele ludzkim[7]. Występuje w większym stężeniu rudach uranu. Tworzy minerały, najważniejszymi minerałami uranu są:

Złoża rud uranu klasyfikuje się głównie wg kosztów wydobycia 1 tony uranu. Najniższe koszty wydobycia wynoszą poniżej 80 $/tonę, takie zasoby stanowią kilkanaście procent znanych zasobów. Znane i realnie rozpoznane złoża, w 2013 roku, o kosztach wydobycia poniżej 130 $/t sięgają 5,9 mln ton. Największe zasoby znajdują się na terenie Australii (29%), Kazachstanu (12%), Rosji (9%), Kanady (8%)[8].

Państwa o największym wydobyciu rud uranu w 2014 roku
(w tys. ton U)
 Kazachstan 23,1
 Kanada 9,1
 Australia 5,0
 Niger 4,1
 Namibia 3,3
 Rosja 3,0
 Uzbekistan 2,4
 Stany Zjednoczone 1,9
 Chiny 1,5
 Ukraina 0,9
Łącznie na świecie 56,2
Źródło: World Uranium Mining[9]

Występowanie w Polsce

Niezbyt wydajne złoża uranu występują w Polsce w Rudawach Janowickich (Miedzianka, Kowary), w okolicach Masywu Śnieżnika (Kletno), w Górach Świętokrzyskich oraz w górach Izerskich (Kromnów, Kopaniec[10]), zostały one jednak w znacznym stopniu wyeksploatowane na potrzeby ZSRR do lat 50. XX wieku. W latach 60. XX w. złoża uranu odkryto w okolicach wsi Rajsk opodal Bielska Podlaskiego.

Rabunkowe wydobycie rud uranu w Miedziance doprowadziło do zniszczenia i wysiedlenia miasta. W Kowarach u stóp Karkonoszy dla turystów otwarta jest kopalnia uranu Podgórze. W latach 1974–1989 działało w Kowarach Inhalatorium Radonowe, zamknięto je po 15 latach działalności po zawaleniu się nieeksploatowanej części kopalni stanowiącej źródło radonu. Aktualnie działa nowe inhalatorium radonowe w ramach komercyjnego Centrum Wypoczynku i Odnowy Biologicznej „Jelenia Struga”, występująca tam koncentracja radonu jest bardzo niska. Jest to jedna z pięciu tego typu atrakcji na świecie. Wyrobisko Kopaliny w pobliżu Kletna jest także udostępnione do zwiedzania przez turystów.

Związki chemiczne uranu

Uran reaguje z tlenem z powietrza, pokrywając się stopniowo najpierw złotożółtą, a następnie czarną warstwą tlenków. W podwyższonych temperaturach jest reaktywny. Podgrzany do 450 °C reaguje z azotem, tworząc azotki, ogrzany w wodzie daje wodorek UH
3
, a w temperaturze wrzenia wydziela z wody wolny wodór. Uran roztwarza się łatwo w rozcieńczonych kwasach. Zapala się w powietrzu już po umiarkowanym ogrzaniu a sproszkowany nawet w temperaturze pokojowej. Reaguje z kwasami, siarką, chlorem, fluorem. Wszystkie rozpuszczalne związki chemiczne uranu są trujące.

Najtrwalszym ze stopni utlenienia uranu jest VI. Tlenek uranu(VI) (UO
3
) to proszek o barwie od żółtej do pomarańczowej. W temperaturze powyżej 500 °C przechodzi on w oliwkowozielony U
3
O
8
, który jest najtrwalszym z tlenków uranu i występuje w przyrodzie jako minerał uraninit. UO
3
jest tlenkiem amfoterycznym. W wyniku gotowania UO
3
z wodą powstaje wodorotlenek uranylu UO
2
(OH)
2
. Stabilne w roztworze wodnym jony uranu to czerwone U3+, zielone U4+ oraz żółte UO2+
2
.

Zastosowania

Głównym zastosowaniem jest użycie izotopu 235
U
jako materiału rozszczepialnego w bombach jądrowych oraz reaktorach jądrowych, które znalazły zastosowanie w elektrowniach jądrowych oraz w napędzie okrętów podwodnych. Zawartość izotopu 235
U
w uranie naturalnym wynosi 0,7% i jest ona zbyt niska do wielu zastosowań. W związku z tym wymaga on przetworzenia zwiększającego zawartość tego izotopu w procesie zwanym wzbogacaniem. W efekcie uzyskuje się tzw. uran wzbogacony oraz odpad zwany uranem zubożonym. Do wzbogacania uranu używać można np. wirówek wzbogacających.

Teoretycznie jeden gram uranu (czyli kulka o średnicy ok. 0,5 cm) może dostarczyć ok. 20 miliardów dżuli (20×109 J) energii, co odpowiada spaleniu ponad 1,5 t węgla[11]. Uran jest zatem na razie najbardziej skondensowanym źródłem energii wykorzystywanym przez człowieka[12].

Inne zastosowania uranu:

  • Uranu używano do barwienia szkła i ceramiki, obecnie ze względu na strach przed promieniowaniem, zaniechano tego zastosowania.
  • 238
    U
    jest przetwarzany na pluton w reaktorach powielających[13]: 238
    U
    (n, γ) → 239
    U
    239
    Np
    + β → 239
    Pu
    + β

Historia

Uran w postaci naturalnego tlenku był używany od co najmniej 79 roku do barwienia na żółty kolor wyrobów szklanych. Żółte szkło z zawartością 1% tlenku uranu znaleziono niedaleko Neapolu we Włoszech.

 Osobny artykuł: Szkło uranowe.

Uznanie uranu za pierwiastek przypisuje się chemikowi Martinowi Heinrichowi Klaprothowi, który ogłosił to odkrycie w 1789 roku, nadając nowemu pierwiastkowi nazwę uranium, nawiązując do wcześniejszego o 8 lat odkrycia planety Uran przez astronoma niemieckiego pochodzenia Williama Herschela. Pierwiastek ten w formie czystej został wyodrębniony po raz pierwszy przez Eugène-Melchiora Péligota w 1841 roku.

Izotop 235
U
oznaczano dawniej przez AcU i nazywano aktynouranem[14].

Zobacz też


GlinArsenical copperBeryl (pierwiastek)BizmutChromKobaltMiedźGalSzkłoZłotoIndŻelazoOłówMagnezMercuryNikielTworzywa sztucznePlexiglasPluton (pierwiastek)PotasRod (pierwiastek)SamarSkandSrebroSódStal nierdzewnaStalStal konstrukcyjnaCynaTytan (pierwiastek)CynkCyrkon (pierwiastek)Aluminium-lithium alloyAlnicoBirmabrightDuraluminiumHiduminiumHydronaliumItalmaMagnalStopy aluminiumY alloyStop WoodaStop RosegoChromium hydrideChromonikielinaMegalliumStellitVitalliumBrązy#Brąz berylowyBilon (stop)MosiądzCalamine brassChinese silverDutch metalGilding metalMuntz metalPinchbeck (alloy)TombakBrązyBrązalArsenical bronzeBell metalFlorentine bronzeGlucydurGuanín (bronze)SpiżFosfobrązOrmoluSpeculum metalKonstantanCopper hydrideCopper–tungstenBrąz korynckiCuniferMiedzionikielCymbal alloysStop DevardyElektrumHepatizonManganinMelchior (stop metali)Nowe srebroMolybdochalkosNordic goldShakudōTumbagaAlGaGalfenolGalinstanNiebieskie złotoRhoditeCrown goldElinwarField's metalFernicoŻelazostopyKamień do zapalniczkiFerrochromeFerromanganeseFerromolybdenumŻelazokrzemFerrotitaniumFerrouraniumInwarŻeliwoIron–hydrogen alloySurówka hutniczaKantalKovarStaballoyBułat (stal)Crucible steel41xx steelStal damasceńskaStal HadfieldaStal szybkotnącaMushet steelStal maragingStal konstrukcyjna niskostopowaReynolds 531Blacha elektrotechnicznaStal sprężynowaAL-6XNCelestriumAlloy 20Marine grade stainlessMartensitic stainless steelSanicro 28Stal chirurgicznaZeron 100Silver steelStal narzędziowaStal o podwyższonej odporności na warunki atmosferyczneWootz steelLut (technologia)TerneStop drukarskiElektron (stop magnezu)AmalgamatMagnoxAlumelBrightrayChromelHaynes InternationalInconelMonelNicrosilNisilNitinolMumetalPermalojSupermalojNickel hydridePlutonium–gallium alloySodium-potassium alloyMiszmetalLitTerfenol-DPseudo palladiumScandium hydrideSamarium–cobalt magnetArgentium sterling silverBritannia silverDoré bullionGoloidPlatinum sterlingShibuichiSterling silverTibetan silverTitanium Beta CTitanium alloyTitanium hydrideGum metalTitanium goldTitanium nitrideBabbit (stop)Britannia (stop)PewterQueen's metalWhite metalWodorek uranuZnalZirconium hydrideWodórHel (pierwiastek)BorAzotTlenFluorMetanMezzanino (architektura)AtomNuclear explosionGrzyb atomowyPromieniowanie jonizująceRentgen (jednostka)Elektroskop Lauritsena

This article uses material from the Wikipedia article "Uran (pierwiastek)", which is released under the Creative Commons Attribution-Share-Alike License 3.0. There is a list of all authors in Wikipedia

Material Database

database,rohs,reach,compliancy,directory,listing,information,substance,material,restrictions,data sheet,specification