Химия > Химические элементы > Уран (92U)
Назван в честь планеты Урана — 7 планеты Солнечной системы. Немецкий химик Мартин Генрих Клапрот в 1789 (открыл так же Цирконий и Титан) открыл Уран — восстановил из руды Настурана новый металл (позднее оказалось, что это был не металл, а оксид металла) и назвал её в честь самой далёкой из известных тогда планет. Сделал он это для того, чтобы поддержать предложение Иоганна Боде назвать планету «Уран», вместо «Звезда Георга» (в честь правящего тогда короля), как предлагал первооткрыватель Урана.
Планета Уран же названа в честь главного бога первого поколения — Урана. А 5 и 6 планета названы в честь главных богов 2 и 3 поколения соответственно — Сатурн в честь сына Урана, главного бога 2 поколения, а Юпитер, в греческой мифологии известен как Зевс — в честь сына Сатурна и внука Урана и главного бога 3 поколения.
Кстати, 2 следующих химических элемента в честь 8 и 9 планет — Нептун и Плутон (Плутон правда позже перестали считать полноценной планетой — перенесли в разряд карликовых планет).
Уран является последним элементом, который можно найти на Земле — все элементы выше называются Трансурановые. Их период полураспада значительно меньше чем возраст Земли. Поэтому их получают искусственно — в результате захвата Нейтронов с последующим Бета-распадом.
Период полураспада некоторых других радиоактивных элементов, находящихся ниже Урана могут также быть небольшими. Например, период полураспада самого долгоживущего природного изотопа Полония-210 138 суток (искусственно можно создать Полоний-208, чей период полураспада 2,898 лет). Но не смотря на его короткую жизнь, в природе его можно найти, так как он входит в состав естественного радиоактивного ряда Урана-238. Аналогично с другими радиоактивными изотопами ниже Урана. Из этого можно сделать вывод, что все короткоживущие радиоактивные элементы, которые есть на Земле, получаются из Урана, следовательно у него у самого должен быть большой период полураспада. И это правда:
- Период полураспада Урана-235: 0.713 млрд
- Период полураспада Урана-238: 4.47 млрд
Так как у Урана-235 в 6 с лишним раз меньше Период полураспада, логично предположить, что раньше концентрация Урана-235 была больше — не 0.72%, как сейчас. 2 млрд лет назад его было ~5%. Такой концентрации достаточно для поддержания цепной Ядерной реакции. Нужен только замедлитель Нейтронов — но даже сегодня для этой цели обычно используют обычную Воду. Такой естественный Ядерный реактор, благодаря большому стечению обстоятельств, был в Габоне 1.8 млрд лет назад.
Именно благодаря Урану был обнаружен радиоактивный распад — случайно в 1896 году.
Обогащение Урана
Изначальная концентрация природного Урана-235 0.72%.
- Для Ядерных реакторов: 3-5% Урана-235
- Для Ядерного оружия: 90+% Урана-235
Сырая руда смешивается с Плавиковой кислотой для создания газа, который затем вводится в Центрифугу, вращающуюся со скоростью 60+ тыс оборотов в минуту.
В результате Обогащения Урана как побочный продукт, образуется Обеднённый уран — то есть Уран, в котором содержание Урана-235 ниже природного (ниже 0.72%). Он считается отходом производства, причём проблемным отходом — его найденные применения значительно ниже объёмов его производства. Его нельзя вернуть в окружающую среду, так как хоть он и менее радиоактивен, чем природный уран (из-за более низкого содержания Урана-235), но всё ещё радиоактивен. Также он является тяжёлым металлом и имеет токсические свойства. Также благодаря химической устойчивости может длительное время оставаться в почве и воде, и там накапливаться. Поэтому существуют крупные долговременные хранилища Обеднённого Урана. Также его можно обезвреживать — например превращать в Оксид Урана, что делает его менее растворимым и более стабильным.
Применение Обеднённого Урана довольно ограничено: элементы радиационной защиты в подконтрольном государству оборудовании, элементы брони военной техники, сердечники кинетических бронебойных боеприпасов. Бронебойные снаряды — основное применение. Используется благодаря высокой плотности и пирофорности (способность в мелкораздробленном состоянии самовоспламеняться на воздухе) — это даёт высокое бронебойное действие и вызывает значительные запреградные разрушения. В странах с развитой атомной промышленностью, его использование относительно дешевле, чем других материалов.
Месторождения
Высокие концентрации Урана часто содержат Траппы.
Если вам есть что дополнить в статье — напишите это в комментариях.
