اورانیوم

اورانیوم ( به انگلیسی: Uranium ) یکی از عنصرهای شیمیایی است که عدد اتمی آن ۹۲ و نشانه آن U است. اورانیوم شناخته شده ترین فلز پرتوزایی است، که یکی از ایزوتوپ های آن در تهیه سوخت در نیروگاه های اتمی استفاده می شود. اورانیوم فلزی نقره ای - خاکستری رنگ است که جزئی از خانواده آکتینیدها محسوب می شود. یک اتم اورانیوم دارای ۹۲ پروتون و ۹۲ الکترون است که شش مورد از این الکترون ها، به عنوان الکترون ظرفیت درنظر گرفته می شوند. چون ایزوتوپهای اورانیوم ناپایدار هستند، به طوری که نیمه عمر ایزوتوپ های طبیعی آن بین ۱۵۹۲۰۰ سال تا ۴٫۵ میلیارد سال است، این عنصر دارای خصلت ضعیف رادیواکتیو است. متداول ترین ایزوتوپ های اورانیوم طبیعی، اورانیم - ۲۳۸ ( دارای ۱۴۶ نوترون و تشکیل دهنده بیش از ۹۹ درصد از اورانیوم موجود روی زمین ) و اورانیوم - ۲۳۵ ( دارای ۱۴۳ نوترون و تشکیل دهنده حدود ۰٫۷۲ درصد از اورانیوم موجود روی زمین ) هستند. اورانیوم در میان نوکلیدهای دیرینه دارای بالاترین جرم اتمی است. چگالی اورانیوم در حدود ۷۰ درصد چگالی سرب و کمی کمتر از طلا یا تنگستن است. اورانیوم به صورت طبیعی و در مقادیر بسیار کم در حدود چند قسمت در میلیون ( ppm ) در خاک، سنگ ها و آب وجود دارد ولی به صورت تجاری از کانی های معدنی مانند اورانینیت استخراج می شود. [ ۳]
در طبیعت، اورانیوم به صورت اورانیوم - ۲۳۸ ( فراوانی ۹۹٫۲۷۵۲–۹۹٫۲۷۳۹ درصد ) و اورانیوم - ۲۳۵ ( فراوانی ۰٫۷۲۰۲–۰٫۷۱۹۸ درصد ) و همچنین در مقادیر بسیار اندک به شکل اورانیوم - ۲۳۴ ( فراوانی ۰٫۰۰۵۹–۰٫۰۰۵۰ درصد ) یافت می شود. [ ۴] اورانیوم با انتشار ذره آلفا، به آرامی دچار واپاشی هسته ای می شود. نیمه عمر اورانیوم - ۲۳۸ حدود ۴٫۴۷ میلیارد سال و نیمه عمر اورانیوم - ۲۳۵ برابر ۷۰۴ میلیون سال است که این موضوع موجب می شود از این عناصر در تعیین عمرسنجی زمین استفاده شوند. [ ۵]
بسیاری از کاربردهای امروزی اورانیوم، در خواص منحصر به فرد هسته ای آن خلاصه می شود. اورانیوم - ۲۳۵ تنها عنصر طبیعی موجود است که دارای ایزوتوپ های شکافت پذیر است که این خصلت موجب می شود از آن به صورت گسترده در نیروگاه هسته ای و سلاح های هسته ای استفاده شود. با این حال، به علت این که مقادیر ناچیزی از آن در طبیعت یافت می شود، نیاز است که تحت فرایندی موسوم به غنی سازی اورانیوم غنا و غلظت آن برای استفاده در نیروگاه های هسته ای، افزایش داده شود. امکان شکافتن اورانیوم - ۲۳۸ توسط نوترون های پرسرعت وجود دارد و همچنین این ایزوتوپ اصطلاحاً ماده بارور خوانده می شود، به این معنی که توانایی تبدیل شدن به ایزوتوپ پلوتونیوم - ۲۳۹ شکافت پذیر در یک رآکتور هسته ای را دارد. ایزوتوپ شکافت پذیر دیگر اورانیوم، ایزوتوپ اورانیوم - ۲۳۳ است که امکان تولید آن با استفاده از توریم طبیعی وجود دارد و در صنعت هسته ای دارای اهمیت است. اورانیوم - ۲۳۸ دارای سطح مقطع شکاف بالاتری برای نوترون های با سرعت آهسته است. در غلظت های کافی، این ایزوتوپ ها موجود شکل گیری و حفظ یک واکنش زنجیره ای هسته ای می شوند. این واکنش ها موجب ایجاد گرما در رآکتورهای هسته ای و مواد شکافت پذیر برای سلاح های هسته ای می شوند. [ ۶] اورانیوم ضعیف شده ( ۲۳۸U ) در تولید نفوذ کننده انرژی جنبشی[ a] و وسایل نقلیه زره پوش استفاده می شود. اورانیوم به عنوان خنک کننده در شیشه های اورانیومی استفاده می شود که منجر به ایجاد رنگی رزد تا سبز در آنها می شود. شیشه اورانیومی در نور فرابنفش، با انجام فلورسنس، تولید نور سبز رنگ می نماید. همچنین قبلاً، از اورانیوم برای ایجاد سایه و ته رنگ در عکاسی استفاده شده است.

اورانیوم (uranium)
عنصری فلزی، پرتوزا، مفتول شدنی، چکش خوار، به رنگ سفیدِ نقره ای، درخشان و سخت، با نماد U، عدد اتمی۹۲، و جرم اتمی نسبی۲۳۸.۰۲۹. فراوان ترین عنصر پرتوزا در پوستۀ زمین است. همۀ عناصر پرتوزا بر اثر تلاشیاورانیوم طبیعت را به وجود می آیند. محصول تلاشی نهایی اورانیوم عنصر پایدار سرب است. اورانیوم به راحتی با بیشتر عناصر ترکیب می شود و ترکیباتی شدیداً سمّی تولید می کند. کانی عمدۀ آن پیچ بلِنداست. در ۱۷۸۹، شیمی دان آلمانی، مارتین کلاپروت، اورانیوم را در این کانی کشف و آن را با الهام از سیارۀ اورانوس، که در ۱۷۸۱ کشف شده بود، نام گذاری کرد. مقادیر کمی از ترکیبات خاص حاوی اورانیوم در صنعت سرامیک، و برای ساخت لعاب های زردنارنجی، و به صورت تثبیت کنندۀ رنگرزی استفاده می شدند، امّا پس از کشف آثار خطرناک تشعشعات آن استفاده از آن منسوخ شد. اورانیوم یکی از سه عنصر شکافت پذیراست. عناصر دیگر توریومو پلوتونیوماند. مدت ها تصور می شد این عنصر بالاترین عدد اتمی را در میان عناصر پوسته زمین داراست. از ایزوتوپ های۲۳۸Uو ۲۳۵U برای تعیین سن زمین استفاده کرده اند. ۲۳۸U، که حدوداً ۹۹ درصد از کلّ اورانیوم طبیعی را تشکیل می دهد، نیم عمربرابر با ۱۰۹×۴.۵۱ سال دارد. به سبب فراوانی این ایزوتوپ، از آن در رآکتورهای هسته ای زایندهپلوتونیوم شکافت پذیر تولید می کنند. ایزوتوپ شکافت پذیر ۲۳۵Uنیم عمری برابر با ۱۰۸×۷.۱۳ سال دارد و حدوداً۰.۷ درصد از اورانیوم طبیعی را تشکیل می دهد. این ایزوتوپ مستقیماً برای سوخت رآکتورهای هسته ای و تولید جنگ افزارهای هسته ای به کار می رود. کشورهای بسیاری دارای معادن اورانیوم اند و ذخایر بزرگ آن در کانادا، امریکا، استرالیا و افریقای جنوبی یافت می شوند.