منو
 کاربر Online
661 کاربر online
تاریخچه ی: اورانیوم

V{maketoc}











































































((Protactinium)) - __Uranium__ - ((Neptunium))
((Neodymium|Nd))

__U__
  
 
 
{picture file=img/daneshnameh_up/d/d9//U_TableImage.png}
((جدول استاندارد|جدول کامل))

__عمومی__
((فهرست نام عناصر|نام)), ((فهرست علائم عناصر|علامت اختصاری)), ((فهرست شماره عناصر|شماره))Uranium, U, 92
((گروه های شیمیایی)) ((اکتینید ها ))
(( دوره جدول تناوبی|دوره)), ((بلوک جدول تناوبی|بلوک))((عنصر دوره 7|7)) , ((بلوک f|f))
((جرم حجمی)), ((درجه سختی موهز|سختی)) 19050 ((کیلوگرم بر متر مکعب|kg/m3)), ND
((رنگ|رنگ)) سفید نقره ای فلزی
__خواص اتمی__
((وزن اتمی)) ((1 E-25 kg|238.0289 amu))
((شعاع اتمی))calc. ((1 E-10 m|175 ND»pm)))
((شعاع کووالانسی)) ND ((پیکومتر|pm))
((شعاع وندر والس)) 186 pm
((ساختار الکترونی))
((radon|Rn))~np~]~/np~7((اوربیتال s|s))25f26((d-orbital|d))1~np~]~/np~
((الکترون| -e)) بازای هر ((سطح انرژی))2,8,18,32,21,9,2
((درجه اکسیداسیون)) ((«اکسید))) 5 ((«باز)) ضعیف)
((ساختار کریستالی)) اورتورومبیک
__خواص فیزیکی__
((حالت ماده)) جامد ((«مغناطیسی|__)))
((نقطه ذوب)) 1405( ((کلوین|K))( 2912 ((فارنهایت|°F))
((نقطه جوش)) 2070( K(7473 °F
((حجم مولی)) 12.49 ((scientific notation|ש)10-6 ((متر مکعب بر مول|m3/mol))
((گرمای تبخیر)) 477 ((کیلوژول بر مول|kJ/mol))
((گرمای هم جوشی)) 15.48 kJ/mol
((فشار بخار)) ND ((پاسکال|Pa)) at 2200 K
((سرعت صوت)) 3155 ((متر بر ثانیه|m/s)) at 293.15 K
__متفرقه__
((الکترونگاتیویته)) 1.38 ((«درجه پائولینگ)))
((ظرفیت گرمایی ویژه)) 120 ((ژول بر کیلوگرم کلوین|J/kg·K))
((رسانایی الکتریکی)) 3.8 106/m ((اهم))
((رسانایی گرمایی)) 27.6 ((وات بر مترکلوین|W/»m·K)))
1st ((پتانسیل یونیزاسیون)) 597.6 kJ/mol
2nd پتانسیل یونیزاسیون 1420 kJ/mol
__پایدارترین ایزوتوپها__












((ایزوتوپ|iso))((فراوانی طبیعی|NA))((نیمه عمر)) ((حالت فرو پاشی |DM))((انرژی فرو پاشی|DE)) ((مگا|M))((الکترون ولت |eV))((محصول فروپاشی|DP))
232U((رادیو ایزوتوپ مصنوعی|{syn.}))((1 E9 s|68.9 y)) ((انتشار آلفا|α)) & ((شکافت خود بخودی|SF))5.414228((thorium|Th))
233U{syn.}((1 E12 s|159,200 y))SF & α 4.909229Th
234U0.006%245,500 ((سال|y))SF & α 4.859230Th
235U0.72%((1 E16 s|7.038 E8 y))SF & α 4.679231Th




اورانیوم یکی از ((عناصر شیمیایی)) ((جدول تناوبی)) است که نماد آن U و((عدد اتمِی)) آن 92 می باشد. ((اورانیوم)) که یک عنصر سنگین، سمی، ((فلزی))، ((رادیواکتیو)) و براق به رنگ سفید مایل به نقره ای می باشد به ((گروه آستیندها)) تعلق داشته و ایزوتوپ 235 آن برای سوخت ((راکتورهای هسته ای)) و((سلاحهای هسته ای)) استفاده میشود. معمولا اورانیوم در مقادیر بسیار ناچیز در((سخره)) ها ((خاک)) ((آب)) ((گیاهان))و ((جانوران)) از جمله ((انسان)) یافت می شود.

! خصوصیتهای قابل توجه

اورانیوم هنگام عمل پالایش به رنگ سفید مایل به نقره ای فلزی با خاصیت رادیو اکتیوی ضعیف یباشد که کمی از ((فولاد))نرم تر است. این فلز چکش خاررسانای جریان الکتریسیته و کمی Paramagnetic میباشد.(( چگالی)) اورانیوم 65% بیشتر از چگالی(( سرب)) میباشد. اگر اورانیوم به خوبی جدا شود بشدت از آب سرد متاثر شده و در برابر هوا اکسید میشود. اورانیوم استخراج شده از معادن میتواند به صورت شیمیایی به ((دی اکسید اورانیوم)) و دیگر گونه های قابل استفاده در صنعت تبدیل شود.

اورانیوم در صنعت سه گونه دارد:

*آلفا (Orthohombic) که تا دمای 667.7 درجه پایدار است.

*بتا (Tetragonal) که از دمای 667.7 تا 774.8 درجه پایدار است.

*گاما (Body-centered cubic) که از دمای 774.8 درجه تا نقطه ذوب پایدار است. ( این رساناترین و چکش خوارترین گونه اورانیوم میباشد.)

دو ایزوتوپ مهم ان U235 و U238 میباشند که u235 مهمترین برای راکتورهای و سلاحهای هسته ای است. چرا که این ایزوتوپ تنها ایزوتوپی است که طبیعت وجود دارد و در هر مقدار ممکن توسط ((نوترون))های حرارتی شکافته میشود. ایزوتوپ u238 نیز از این جهت مهم است که نوترونها را برای تولید ایزوتوپ رادیو اکتیو جذب کرده و آن را به ایزوتوپ Pu239 ((پلوتونیوم)) تجزیه میکند. ایزوتوپ مصنوعی U233 نیز شکافته شده و توسط بمباران نوترونی ((Thorium232)) بوجود میآید.
اورانیوم اولین عنصر یافته شده بود که میتوانست شکافته شود. برای نمونه با بمباران آرام نوترونی ایزوتوپ U235 آن به ایزوتوپ کوتاه عمر U236 تبدیل شده و بلا فاصله به به دو هسته کوچکتر تقسیم میشود که این عمل انرژی آزاد کرده و نوترونهای بیشتری تولید میکند. اگر این نوترونها توسط هسته u235 دیگری جذب شوند ((عملکرد حلقه هسته)) ای دوباره اتفاق می افتد و اگر چیزی برای جذب نوترونها وجود نداشته باشد به حالت انفجاری در می آیند. اولین بمب اتمی با این اصل جواب داد ((«شکاف هسته ای))) نام دقیقتر برای این بمبها و بمب های هیدروژنی((«آمیزش هسته ای))) سلاحهای ''هسته ای'' میباشد.

! کاربردها:


فلز اورانیوم بسیار سنگین و پرچگالی میباشد.((اورانیوم خالی)) توسط بعضی از ((ارتشها)) برای ساخت محافظ برای ((تانکها)) و ساخت قسمتهایی از ((موشکها)) و ((ادوات جنگی)) استفاده میشود. ارتشها همچنین از ((اورانیوم غنی)) شده برای سوخت ((ناوگان)) خود و ((زیردریایی)) ها و همچنین سلاحهای هسته ای استفاده میکند. سوخت استفاده شده در راکتورهای ((ناوگان ایالات متحده)) معمولا اورانیوم U235 غنی شده میباشد. اورانیوم موجود در سلاحهای هسته ای بشدت غنی میشوند که این مقدار بصورت تقریبی 90% میباشد.

مهمترین کاربرد اورانیوم در بخش غیر نظامی تامین سوخت دستگاههای تولید نیروی هسته ای است که در آنها سوخت U235 به میزان 2الی3% غنی میشود. اورانیوم تخلیه شده در ((هلیکوپتر))ها و ((هواپیما))ها به عنوان وزن متقابل بر هر بار استفاده میشود.

دیگر کاربردهای این عنصر عبارتند از :

*لعاب ((ظروف سفالی)) از مقدار کمی اورانیوم طبیعی تشکیل شده است (که داخل فرایند غنی سازی نمیشود) که این عنصر برای اضافه کردن رنگ با آن اضافه میشود.

*((نیمه عمر)) طولانی ایزوتوپ اورانیوم 238 آن را برای تخمین سن سنگهای ((آتشفشان))ی مناسب میسازد.

*U235 در راکتورهای هسته ای Breeder به ((پلوتونیوم)) تبدیل میشود. و پلوتونیوم نیز در ساخت ((بمبهای هیدروژنی)) مورد استفاده قرار میگیرد.

*((استات اورانیوم)) در ((شیمی تحلیلی)) کاربرد دارد.

*برخی از ((لوازم نوردهنده)) از اورانیوم و برخی در مواد شیمیایی ((عکاسی)) مانند ((نیترات اورانیوم)) استفاده میکنند.

*معمولا ((کودهای فسفاتی)) حاوی مقدار زیادی اورانیوم طبیعی میباشند. چراکه ((مواد کانی)) که آنها از آنجا گرفته شده اند حاوی مقدار زیادی اورانیوم میباشند.

*فلز اورانیوم برای اهداف ((اشعه ایکس)) در ساخت این اشعه با انرژی بالا استفاده میشود.

*این عنصر در وسایل ((Interial Guidance)) و ((Gyro Compass)) استفاده میشود.


! تاریخچه:

استفاده از اورانیوم به شکل ((اکسیدطبیعی)) آن به سال 79 میلادی بر می گردد یعنی زمانی که این عنصر برای اضافه کردن رنگ زرد به ((سفال لعابدار)) استفاده شد (شیشه زرد با یک در صد اورانیوم در نزدیکی ((ناپل)) ((ایتالیا)) کشف شده است.)

کشف این عنصر به شیمیدان آلمانی به نام مارتین هنریچ کلاپرس اختصاص داده شد که در سال 1789 اورانیوم را به صورت قسمتی از ((کانی)) که آن را ((pitchblende)) نامید کشف شد. نام این عنصر را بر اساس سیاره ((اورانوس)) که هشت سال قبل از آن کشف شده بود برگزیده شد .این عنصر در سال 1841 به صورت فلز جداگانه توسط eugne melchior peligot استفاده شد.

در سال 1896 ((Henri Becquerel)) فیزیکدان فرانسوی برای اولین بار به خاصیت ((رادیو اکتیویته)) آن پی برد.
در ((پروژه Manhattan)) نامهای Tuballoy و Oralloy برای اورانیوم طبیعی و اورانیوم غنی شده بکار برده شد. این اسامی هنوز نیز برای اورانیوم غنی شده و اورانیوم طبیعی بکار برده میشوند.

در آغاز ((قرن بیستم)) تفحص و جستجو برای یافتن معادن رادیو اکتیو در ایالات متحده آغاز شد. منابع ((رادیوم)) که حاوی کانی های اورانیوم نیز می بودند برای استفاده آنها در رنگ ساعت های شب نما و دیگر ابزار جستجو شدند. در طی ((جنگ جهانی دوم)) اورانیوم از نظر اهداف دفاعی اهمیت پیدا کرد. در سال ((1943)) Union Mines Development Corporation کنگره ای را در ((کلرادو)) به منظور استفاده ارتش از قدرت اتمی در پروژه ((Manhattan)) تشکیل داد.
برای اطمینان از ذخایر کافی اورانیوم این کنگره US Atomic Enecry Act of 1946 را ایجاد و ((کمیسیون انرژی اتمی)) را بوجود آورد. در دهه ((1960)) ملزومات ارتش تزلزل یافت و در اواخر سال ((1970))دولت برنامه تهیه اورانیوم خود را کامل کرد. همزمان با همین مساله بازار دیگری بوجود آمد که درواقع همان کارخانه های نیروگاه های هسته ای اقتصادی بود.


! ترکیبات:

تترا فلوروئید اورانیوم UF4که به نمک سبز معروف است یک محصول میانی هگزافلورید اورانیوم میباشد. هگزا فلورید اورانیوم UF6 جامد است که در دمای بالای 56 درجه سانتیگراد بخار میشود. UF6 ترکیب اورانیوم است که برای دو فرایند غنی سازی ((Gaseous Diffusion)) و Centrifuge استفاده میشود. و در صنعت با نام ساده Hex خوانده میشود.

Yellowcake اورانیوم غلیظ شده است. نام این عنصر بدلیل رنگ و شکل آن در هنگام تولید میباشد اگرچه تولید امروزه Yellowcake بیشتر به رنگ سبز مایل به سیاه میگراید تا زرد. Yellowcake تقریبا 70 تا 90 درصد اکسید اورانیوم دارد. U3O8

Diuranate آمونیوم محصول جنبی تولید Yellowcake میباشد که رنگ آن زرد درخشان میباشد. که گاهی اوقات باعث اشتباه شده و Yellowcake نامیده میشود اما این نام درست این محصول نمیباشد.


! پیدایش:





{picture file=img/daneshnameh_up/0/0e//180pxUraniumUSGOV.jpg}


اورانیوم عنصر طبیعی است که تقریبا در تمام سنگها آب و خاک به میزان کم یافت میشود. و بنظر می رسد که مقدار آن از ((Antimony))، ((برلیوم))، ((کادیوم))، ((جیوه))، ((طلا))، ((نقره)) و ((تنگستن)) بیشتر باشد و این فراوانی در حد ((آرسنیک)) و ((مولیبدنیوم)) است. این عنصر در بیشترکانی های اورانیومی از قبیل Pitchblende،((Uraninite)) ،Autunite,،(( Uranophane)), ((tobernite)) و ((Coffinite)) یافت میشود.
مقدار بیشتری از اورانیوم در موادی از قبیل صخره های فسفاتی و کانیهای مانند ((Lignite)) و ((Monazite)) یافت میشود. که بیشتر برای مصارف اقتصادی از همین منابع استخراج می شود. از آنجا که اورانیوم ((نیمه عمر)) رادیو اکتیوی طولانی 4.47x109 سال برای U-238 دارد مقدار آن همیشه در زمین ثابت میماند.

بنظر میرسد که فرو پاشی اورانیوم و واکنشهای هسته ای آن با(( توریوم)) همان منبع گرمایی عظیمی است که در هسته زمین، باعث ذوب شدن قسمت خارجی هسته زمین گردیده و باعث ایجاد حرکت ((پوسته ای زمین)) می شود.

معدن اورانیوم صخره ای است که تمرکزهای اورانیومی میباشد که مقدار اقتصادی ان یک تا چهار پوند اکسید اورانیوم در هر تن میباشد که تقریبا 0.05 تا 0.20 درصد اکسید اورانیوم دارد.

! تولید و توزیع:

اورانیوم اقتصادی از طریق تقلیل ((هالید))های اورانیوم با خاک ((فلزات قلیایی)) تولید می شود. همچنین فلز اورانیوم می تواند از طریق عمل الکترولیز ((5KUF)) یا Uf4 که در ((CaCl))2 و ((NaCl)) حل شده است بدست آید. اورانیوم خالص نیز از طریق ((تجزیه حرارتی)) هالیدهای اورانیوم حاصل میشود.

در سال ((2001)) مالکان راکتورهای هسته ای غیر نظامی آمریکا از این کشور و منابع خارجی 21300 تن اورانیوم خریداری کردند. قیمت پرداخت شده برای هر کیلوگرم اورانیوم حدودا 26.39 دلار بود که در مقایسه با سال ((1998)) 16% کاهش داشت. در سال 2001 ایالات متحده 1018 تن اورانیوم از 7 عملیات معدنی در غرب رود میسیسیپی تولید کرد.
اورانیوم بیشتر توسط فرانسوی ها در کشورهای جهان توزیع شده است.






{picture file=img/daneshnameh_up/0/09//200px_Uranium_Metal_Assay_Standard.jpg}


معمولا کشورهای بزرگتر اورانیوم بیشتری در مقایسه با کشورهای کوچکتر تولید میکنند. چراکه گسترش و توزیع اورانیوم در جهان یک شکل و یکنواخت است. کشور ((استرالیا)) ذخایر بسیار زیادی از این عنصر دارد که تقریبا 30% ذخایر دنیا را شامل میشود.


! ایزوتوپها:

((اورانیوم طبیعی)) از 3(( ایزوتوپ)) U-238, U-235, U-234 تشکیل شده است که U-238 فراوان ترین آنها (99.3%) میباشد. این سه ایزوتوپ را((دیو اکتیو)) بوده که نیمه عمر آنها عبارت است از U-235 4.5x109 سال که پایدارترین آنها میباشد. U-235 7x108 سال و U234 2.5x105 سال.

ایزوتوپهای اورانیوم میتوانند از هم جدا شوند تا تمرکز یک ایزوتوپ بر دیگری را افزایش دهند. این فرایند "((غنی سازی))" نام دارد. وزن U-235 برای غنی شدن باید 0.711 درصد افزایش یابد. اورانیوم م235 برای استفاده در ((سلاحهای هسته)) ای و نیروگاه های اتمی مناسب تر است . این فرایند مقادیر بسیاری اورانیوم بوجود می آورد که در U-235 تخلیه میشوند و خالصترین اورانیوم یعنی U238 اورانیوم خالی یا DU نام دارد. اگر ایزوتوپ 235 بخواهد تخلیه شود باید وزنش 0.711 درصد کم شود.


! هشدار ها:

تمام ترکیبات اورانیوم سمی و رادیو اکتیو هستند. سمی بودن این عنصر میتواند کشنده باشد. در مقادیر بسیار کم خاصیت سمی بودن این عنصر به ((کلیه)) آسیب میرساند. خواص رادیو اکتیوی این عنصر نیز سیستماتیک و نظام بند است. در کل ترکیبات اورانیوم به سختی جذب روده و ریه میشوند و خطرات رادیولوژیکی آن باقی میماند. فلز خالص اورانیوم نیز خطر آتش سوزی به همراه دارد.

فرد ممکن است با تنفس غبار اورانیو م در هوا یا خوردن و آشامیدن آب و ((غذا)) در معرض این عنصر قرار بگیرد. البته بیشتر این عمل از طریق خوردن آب و غذا صورت میگیرد. جذب روزانه اورانیوم در غذا 0.07 تا 1.1 میکروگرم میباشد. مقدار اورانیوم در هوا معمولا بسیار ناچیز است. افرادی که در کنار تاسیسات هسته ای دولت و یا معادن استخراج اورانیوم زندگی میکنند بیشتر در معرض این عنصر قرار می گیرند.

اورانیوم ممکن است که درطریق تنفس یا بلع و یا در موارد استثنایی از طریق شکافی روی پوست وارد بدن شود. اورانیوم توسط پوست جذب نمیشود و ((ذرات آلفا))ی ساتع شده از این عنصر نمیتواند به ((پوست)) نفوذ کند. بنابر این اورانیومی که خارج از بدن باشد نمیتواند به اندازه اورانیوم داخل بدن مضر و خطرناک باشد. اگر اورانیوم به بدن وارد شود ممکن است موجب ((سرطان)) شده یا به کلیه ها آسیب برساند.



! پیوندهای خارجی:

*WebElements.com - Uranium
*EnvironmentalChemistry.com - Uranium
*http://www.eia.doe.gov/fuelnuclear.html
*http://www.uic.com.au

تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 شنبه 18 آذر 1385 [16:28 ]   5   فیروزه نجفی      جاری 
 دوشنبه 27 شهریور 1385 [11:03 ]   4   فیروزه نجفی      v  c  d  s 
 چهارشنبه 04 آذر 1383 [12:48 ]   3   فاطمه عیوضی      v  c  d  s 
 چهارشنبه 20 آبان 1383 [07:15 ]   2   نفیسه ناجی      v  c  d  s 
 یکشنبه 03 آبان 1383 [13:28 ]   1   فاطمه عیوضی      v  c  d  s 


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..