اورانیوم ( Uranium ) :
کشف این عنصر توسط Martin Klaproth و در سال 1789 در آلمان رخ داد و اسم این عنصر از نام سیاره اورانوس برگرفته شده است .
شیشه های رنگی زرد شامل 1 درصد اکسید اورانیم هستند. این عنصردر سنگ معدن اورانیم (پیچبلانت) موجود است و اولین بار در سال 1789 جداسازی شد. این فلز در سال 1841 توسط Peligot از واکنش کلرید بی آب با فلز پتاسیم به دست آمد.
اورانیم عنصر نایابی نیست این عنصر امروزه فراوانتر از جیوه، آنیتموان، نقره، کادمیم، مولیبدن و آرسنیک می باشد. این عنصر به فراوانی در کانیهای پیچبلاند، اورانیتیت، کارنوتیت، اوتونیت،اورانوفان و توبرنیت وجود دارد. همچنین اورانیم در سنگهای فسفاته، لیگنیت، مونازیت وجود دارد.
اورانیم از واکنش هالید اورانیم با عناصر آلکالی و یا از واکنش اکسید اورانیم با آلومینیم یا کلسیم یا کربن در درجه حرارت بالا به دست می آید. این فلز می تواند از الکترولیز ترکیبات KUF5 یا UF4 در محلول CaCl2 و NaClحاصل شود. اورانیم با خلوص بالا می تواند از تجزیه هالید اورانیم با رشته های داغ حاصل شود.
اورانیم دارای 3 ساختار کریستالوگرافی آلفا، بتا و گاما می باشد. اورانیم عنصری سنگین به رنگ سفید نقره ای و در زمانی که خیلی ریز شود آتش گیر است. این عنصر کمی نرمتر از فولاد است. این عنصر مفتول پذیر و چکش خوار و اندکی پارامغناطیس است. این عنصر در هوا با یک لایه اکسید پوشیده می شود.
خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر اورانیم :
عدد اتمی: 92
جرم اتمی: 238.0289
نقطه ذوب: C° 1135
نقطه جوش : C° 3815
شعاع اتمی : pm 156
ظرفیت: 3، 4، 5 و 6
رنگ: خاکستری متالیک
حالت استاندارد: جامد رادیواکتیو
نام گروه: آکتنید
انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 686.4
شکل الکترونی: Rn5f36d17s2
شعاع یونی : Å 0.52
الکترونگاتیوی: 1.38
حالت اکسیداسیون: 3، 4، 5 و 6
دانسیته: 19.05
گرمای فروپاشی : Kj/mol 6.12
گرمای تبخیر : Kj/mol 417
گرمای ویژه: J/g Ko 0.12
دوره تناوبی:7
ایزوتوپهای اورانیوم
عنصر اورانیوم ، چهار ایزوتوپ دارد که فقط دو ایزوتوپ آن به علت داشتن نیمه عمر نسبتا بالا در طبیعت و در سنگ معدن یافت میشوند. این دو ایزوتوپ عبارتند از 235U و 238U که در هر دو 92 پروتون وجود دارد ولی اولی 143 و دومی 146 نوترون دارد.
اختلاف این دو فقط وجود 3 نوترون اضافی در ایزوتوپ سنگین است. ولی از نظر خواص شیمیایی این دو ایزوتوپ کاملا یکسان هستند و برای جداسازی آنها از یکدیگر حتما باید از خواص فیزیکی آنها یعنی اختلاف جرم ایزوتوپها استفاده کرد.
شکافت هستهای اورانیوم
ایزوتوپ 235U شکست پذیر است و در نیروگاههای اتمی از این خاصیت استفاده می شود و حرارت ایجاد شده در اثر این شکست را تبدیل به انرژی الکتریکی مینمایند. در واقع ورود یک نوترون به درون هسته این اتم سبب شکست آن شده و به ازای هر اتم شکسته شده Mev200 (دویست میلیون الکترون ولت) انرژی و دو تکه شکست و تعدادی نوترون حاصل میشود که میتوانند اتمهای دیگر را بشکنند. بنابراین در برخی از نیروگاهها ترجیح میدهند تا حدی این ایزوتوپ را در مخلوط طبیعی دو ایزوتوپ غنی کنند و بدین ترتیب مسئله غنی سازی اورانیوم مطرح میشود.
کاربرد ایزوتوپهای اورانیوم
در راکتورهای هستهای به عنوان سوخت بکار میروند.
در نیروگاههای هستهای برای تولید انرژی الکتریکی بکار برده میشود.
در ساخت انواع مهمات هستهای از جمله بمبهای هستهای ، بمب هیدروژنی و ... کاربرد دارند.
بطور کلی میتوان موارد ذیل را به عنوان مصادیق کاربرد تکنیکهای هستهای در حوزه پزشکی نام برد:
تهیه و تولید رادیو داروی ید-131، حهت تشخیص بیماریهای تروئید و درمان آنها.
در درمان بیماریهای سرطانی ، تومورهای مغزی و غیره بکار میگیرند.
تهیه و تولید کیتهای رادیو دارویی جهت مراکز پزشکی هستهای.
کنترل کیفی رادیو داروهای خوراکی و تزریقی برای تشخیص ودرمان بیماریها.
کاربرد انرژی اتمی در بخش دامپزشکی و دامپروری.
کاربرد تکنیکهای هستهای در مدیریت منابع آب.
کاربرد انرژی هستهای در بخش صنایع غذایی و کشاورزی.
کاربرد انرژی هستهای در صنایع.
کاربرد تکنیک هستهای در شناسایی مینهای ضد نفر.
استخراج اورانیوم
هر دو نوع حفاری و تکنیکهای موقعیتی برای کشف کردن اورانیوم به کار میروند، حفاری ممکن است به صورت زیرزمینی یا چالهای باز و روی زمین انجام شود.
در کل، حفاریهای روزمینی در جاهایی استفاده میشود که ذخیره معدنی نزدیک به سطح زمین و حفاریهای زیرزمینی برای ذخیرههای معدنی عمیقتر به کار میرود. بهطور نمونه برای حفاری روزمینی بیشتر از 120 متر عمق، نیاز به گودالهای بزرگی بر سطح زمین است؛ اندازه گودالها باید بزرگتر از اندازه ذخیره معدنی باشد تا زمانی که دیوارههای گودال محکم شوند تا مانع ریزش آنها شود. در نتیجه، تعداد موادی که باید به بیرون از معدن انتقال داده شود تا به کانه دسترسی پیدا کند زیاد است.
حفاریهای زیرزمینی دارای خرابی و اخلالهای کمتری در سطح زمین هستند و تعداد موادی که باید برای دسترسی به سنگ معدن یا کانه به بیرون از معدن انتقال داده شوند بهطور قابل ملاحظهای کمتر از حفاری نوع روزمینی است.
شامل 53 اسلاید powerpoint
دانلود پاورپوینت بمب اتمی