Uran kojarzy się wszystkim z bronią jądrową i przez wielu uznawany jest za niebezpieczny dla zdrowia promieniotwórczy pierwiastek. Tymczasem śladowe ilości uranu stale obecne są w naszych organizmach, a pierwiastek ten występuje naturalnie na Ziemi. W dzisiejszym artykule sprawdzimy, jakie są właściwości uranu i zastosowanie tego pierwiastka.
Uran (pierwiastek) – definicja
Uran (symbol U, łac. uranium) to pierwiastek chemiczny z grupy aktynowców w układzie okresowym. Wśród pierwiastków występujących naturalnie na Ziemi ma największą liczbę atomową – 92 (pomijając występujące w śladowych ilościach Neptun oraz Pluton).
Właściwości uranu
Uran to srebrzysto-biały metal o gęstości 19 050 kg/m3. Jest to gęstość ponad 60% wyższa niż gęstość ołowiu. Uran to jeden z najtwardszych metali występujących w przyrodzie, jednocześnie jest jednak kowalny i plastyczny. Jego temperatura topnienia to 1135°C, wrze w 4131°C. Warto również dodać, że uran słabo przewodzi prąd elektryczny, jest także słabym paramagnetykiem.
Uran wykazuje również właściwości chemiczne typowe dla metali. Łatwo reaguje z tlenem, tworząc warstwę tlenku uranu na swojej powierzchni. Reaguje również z kwasem azotowym i kwasem solnym, tworząc odpowiednie sole. Znacznie rozdrobniony uran dokonuje samozapłonu w kontakcie z tlenem.
Naturalny uran zawiera głównie słabo promieniotwórczy izotop 238U, oprócz tego znajdują się w nim również niewielkie ilości 234U i 235U. Wszystkie te izotopy ulegają rozpadowi radioaktywnemu.
Zastosowania uranu
Energetyka jądrowa
Najbardziej powszechnym zastosowaniem uranu jest jego wykorzystanie w energetyce jądrowej. W procesie rozszczepienia jądrowego izotopu U-235 uwalniana jest ogromna ilość energii cieplnej, która następnie jest przekształcana w energię elektryczną. Uran jest również stosowany w reaktorach jądrowych napędzających okręty podwodne i lotniskowce.
Zobacz również: Jak działa elektrownia atomowa? Czy jest w pełni bezpieczna?
Broń atomowa
Uran w formie izotopu 235U jest także używany w broni jądrowej w tzw. metodzie działa. Z jednego kilograma tego izotopu można uzyskać do 82 teradżuli energii.
Medycyna
Oprócz tego, uran znajduje zastosowanie także w medycynie, gdzie promieniotwórcze preparaty stosowane są m.in. w leczeniu nowotworów. Co ciekawe, polski reaktor doświadczalny Maria jest jednym z największych producentów promieniotwórczych substancji medycznych na świecie.
Amunicja
Zubożony uran, z uwagi na swoją twardość jest stosowany jako rdzeń amunicji przeciwpancernej. Warto dodać, że pociski ze zubożonego uranu nie powodują zanieczyszczenia radioaktywnego, gdyż nie emitują promieniowania wyższego niż tło. Obecnie istnieją jednak plany wycofania z użycia pocisków tego rodzaju.
Produkcja szkła
W przeszłości szkło uranowe było bardzo popularne z uwagi na swoją barwę, która mogła przyjmować różne odcienie – od żółtego do zielonego. Aktualnie barwienie szkła uranem jest dość mało popularne, głównie z uwagi na strach przed promieniowaniem, który jednak nie jest w żaden sposób uzasadniony. Szkło uranowe nie promieniuje na tyle, aby było to groźne dla zdrowia.
Sposób pozyskiwania uranu
Uran występuje w przyrodzie w skałach uranonośnych, najczęściej w postaci rud uranu, takich jak uraninit, blenda uranowa i karnotit. Pozyskiwanie uranu z rud odbywa się w wieloetapowym procesie, obejmującym wydobycie rudy, przeróbkę mechaniczną i chemiczną oraz opcjonalnie wzbogacenie uranu w izotop U-235.
Największe zasoby uranu znajdują się na terenie Australii, Kazachstanu i Kanady. W Polsce również występują złoża uranu (m.in. w Masywie Śnieżnika i Rudawach Janowickich), są one jednak w znacznym stopniu wyeksploatowane i obecnie uznawane za niezbyt wydajne.
Zobacz również: Co to jest wzbogacony uran? Produkcja, zastosowanie, cena