يتواجد اليورانيوم بشكل طبيعي، على الرغم من وجوده بتركيزات منخفضة في الصخور والمياه والتربة والكائنات الحية. بالإضافة إلى ذلك، توجد في البحر على شكل أملاح معقدة مثل المعدن والكربونات. بعض تطبيقاته الحديثة موجودة في مجالات التكنولوجيا والصناعات العسكرية والنووية والطب. الآن تعرف على المزيد من التفاصيل حول هذا العنصر الكيميائي.
ما هو اليورانيوم؟
وهو أحد العناصر الكيميائية في الجدول الدوري، ينتمي إلى مجموعة الأكتينيدات، لونه رمادي فضي. وتشمل مركباته نترات اليورانيوم، وسادس فلوريد اليورانيوم، وثاني أكسيد اليورانيوم، وأكسيد اليورانيوم، ورباعي فلوريد اليورانيوم.
رمز اليورانيوم
U يقع في المجموعة 3، الدورة 7 من الجدول الكيميائي برقم ذري 92 وكتلته 238.03. وهو عبارة عن خليط من ثلاثة نظائر تسمى اليورانيوم 234، واليورانيوم 235، واليورانيوم 238، والتي لها نفس الشحنة الكيميائية، ولكن بخصائص إشعاعية مختلفة.
خصائص اليورانيوم
وهو معدن كثيف ومرن ومرن، ولكنه موصل رديء للكهرباء. يمكن حله في حمض النيتريك وحمض الهيدروكلوريك. ومع ذلك، في الأحماض غير المؤكسدة مثل أحماض الهيدروفلوريك والكبريتيك، فإنه يذوب ببطء. الخصائص الأخرى لليورانيوم هي:
- المغناطيسية: هو معدن ممغنطيسي.
- التفاعل الكيميائي: يتفاعل مع معظم العناصر المعدنية والمركبات الثنائية.
- التآصل: له ثلاثة أشكال تشمل يورانيوم ألفا الذي له هندسة بلورية متعامدة الشكل، ويورانيوم جاما ذو هندسة مكعبة، ويورانيوم بيتا ذو هندسة رباعية الزوايا.
- الكثافة: بعد الرصاص كثافته أعلى بنسبة 70% ولكن بمستوى أقل من ولفرام.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية لليورانيوم
- العدد الذري : 92
- الفترة: 6
- كتلة: و
- نصف القطر التساهمي: 196
- التمدد الحراري: 13.9
- معامل القص: 111 جيجا باسكال
- نقطة الانصهار: 1405.3 كلفن
- نقطة الغليان: 4404 ك
- السالبية الكهربية: 1.38
- معامل يونج: 208 جيجا باسكال
- معامل الحجم: 100 جيجا باسكال
- نصف القطر الذري: 156 تجريبي
- سرعة الصوت: 3155 م/ث عند 20 درجة مئوية
- حرارة التبخير: 417.1 كيلوجول/مول
- التكوين الإلكتروني: [Rn] 5f 3 6d 1 7s 2
- الموصلية الحرارية: 27.5 واط
- حرارة الانصهار: 9.14 كيلوجول/مول
أصل اليورانيوم
اكتشفه الكيميائي الألماني مارتن هاينريش كلابروث عام 1789، بينما كان يعمل في مختبره. في وقت ما، تم ترسيب مادة صفراء عن طريق إذابة البتشبلند أو اليورانينيت في حمض النيتريك وتحييد هذا المحلول باستخدام هيدروكسيد الصوديوم. عند رؤيته، افترض أنه ينتمي إلى أكسيد عنصر لم يتم اكتشافه بعد وبدأ في تسخينه. وكانت النتيجة مسحوق أسود أو أكسيد اليورانيوم. يعود الاسم إلى كوكب أورانوس، تكريمًا لإله السماء اليوناني الأسطوري.
ما هو استخدام اليورانيوم؟
يوفر هذا المعدن الوقود اللازم لإنتاج الكهرباء في محطات الطاقة النووية. وعلى الرغم من كونه معدنًا شائعًا، إلا أنه يعتبر مصدرًا للطاقة غير المتجددة. فيما يلي بعض تطبيقاته الأكثر شعبية:
صناعة
ويستخدم اليورانيوم المنضب في صنع آلات الحفر والذخائر الثقيلة. كما أنه مفيد في صناعة دروع الدبابات والصواريخ الحربية. نظرًا لكثافته العالية، يتم استخدامه كمثبت وصابورة للمراكب الشراعية والأقمار الصناعية والسفن. ومن أجل تحقيق الاستقرار وضمان قدرة الطيران على الطيران، يعمل اليورانيوم المنضب كعنصر ثقل موازن.
ويتم الحصول على البلوتونيوم من النظير 238 U، الذي يستخدم في صناعة الأسلحة الذرية. بالإضافة إلى ذلك، فهو يساعد في تشغيل المفاعلات النووية. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم العديد من العلماء والجيولوجيين اليورانيوم 238 لدراسة عمر الأرض. وبالمثل، يتم استخدامه لصنع بلورات متوهجة باللون الأخضر أو الأصفر. هناك حاجة إلى سبائكها في تخفيفات اليورانيوم المخصب في إمدادات الوقود السائل.
الحياة اليومية
على الرغم من أن تطبيقاته محدودة، فقد تم استخدامه لصنع طلاء زجاجي ملون ولطلاء الأشياء الخزفية المزخرفة لمنحها اللمعان واللون والمقاومة. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامه في صناعة الأسمدة التي توفر العناصر الغذائية للتربة وتساعد على نمو النباتات.
الدواء
يجب على المتخصصين في الرعاية الصحية حماية أنفسهم من الأجهزة التي تنبعث منها الأشعة السينية لتشخيص الأمراض. ولهذا السبب تُصنع بدلات واقية خاصة على أساس اليورانيوم، لأن هذا العنصر يمنع الأشعة من اختراق الجسم. ومن ناحية أخرى، فإنه يستخدم أيضًا لتعقيم الأدوات الجراحية والعلاج الكيميائي.
كيف يتم استخراج اليورانيوم؟
ويتم تحقيق ذلك من خلال استخدام تكنولوجيا التعدين. عندما يكون مغلقا على السطح، يتم تنفيذه في السماء المفتوحة، بينما في أعماق أكبر يتم استخدام التعدين تحت الأرض. ومع ذلك يجب الحرص على تنفيذ هذا العمل في مناطق جيدة التهوية حتى لا يتعرض العمال بشكل مباشر لغاز الرادون الذي تنتجه الشركة. اضمحلال اليورانيوم.
وفي الختام، يوجد اليورانيوم في القشرة الأرضية بما فيها الصخور والتربة والمياه. وهو أكثر وفرة من البريليوم والزئبق والفضة والولفرام والذهب. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخراجه من معادن أخرى مثل اليورانينيت من خلال عملية التعدين.