up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله اورانيوم PDF
QR code - اورانيوم

اورانيوم

عنصر اورانيوم

اورانيوم يکي از عنصرهاي شميايي است که عدد اتمي آن ۹۲ و نشانه آن U است و در جدول تناوبي جزو آکتنيدها قرار مي‌گيرد. ايزوتوپ ‎۲۳۵U آن در نيروگاه‌هاي هسته‌اي به عنوان سوخت و در سلاح‌هاي هسته‌اي به عنوان ماده منفجره استفاده مي‌شود.
اورانيوم به طور طبيعي فلزي است سخت، سنگين، نقره‌اي رنگ و پرتوزا. اين فلز کمي نرم تر از فولاد بوده و تقريبآ قابل انعطاف است. اورانيوم يکي از چگالترين فلزات پرتوزا است که در طبيعت يافت مي‌‌شود. چگالي آن ۶۵٪ بيشتر از سرب و کمي کمتر از طلا است.
سال‌ها از اورانيوم به عنوان رنگ دهنده لعاب سفال يا براي تهيه رنگ‌هاي اوليه در عکاسي استفاده مي‌شد و خاصيت پرتوزايي (راديواکتيو) آن تا سال ۱۸۶۶ ناشناخته ماند و قابليت آن براي استفاده به عنوان منبع انرژي تا اواسط قرن بيستم مخفي بود.
فراواني
اين عنصر از نظر فراواني در ميان عناصر طبيعي پوسته زمين در رده ۴۸ قراردارد.
اورانيوم در طبيعت بصورت اکسيد و يا نمک‌هاي مخلوط در مواد معدني (مانند اورانيت يا کارونيت) يافت مي‌‌شود. اين نوع مواد اغلب از فوران آتشفشان‌ها بوجود مي‌‌آيند و نسبت وجود آنها در زمين معادل دو در ميليون نسبت به ساير سنگها و مواد کاني است. اورانيوم طبيعي شامل ‎۹۹ ۳% از ايزوتوپ ‎۲۳۸U و ‎۰ ۷% ‎۲۳۵U است.
اين فلز در بسياري از قسمت‌هاي دنيا در صخره‌ها، خاک و حتي اعماق دريا و اقيانوس‌ها وجود دارد. ميزان وجود و پراکندگي آن از طلا، نقره يا جيوه بسيار بيشتر است.
تاريخچه
اورانيوم در سال ۱۷۸۹ توسط مارتين کلاپروت (Martin Klaproth) شيمي دان آلماني از نوعي اورانيت بنام پيچبلند
کشف شد. اين نام اشاره به سياره اورانوس دارد که هشت سال قبل از آن، ستاره شناسان آن را کشف کرده بودند.
اورانيوم يکي از اصلي‌ترين منابع گرمايشي در مرکز زمين است و بيش از ۴۰ سال است که بشر براي توليد انرژي از آن استفاده مي‌‌کند.
دانشمندان معتقد هستند که اورانيوم بيش از ۶ ۶ بيليون سال پيش در اثر انفجار يک ستاره بزرگ بوجود آمده و در منظومه شمسي پراکنده شده است.
ويژگي‌هاي اورانيوم
اورانيوم سنگين‌ترين (به بيان دقيقتر چگالترين) عنصري است که در طبيعت يافت مي‌شود (هيدروژن سبکترين عنصر طبيعت است.)
اورانيوم خالص حدود ‎۱۸ ۷ بار از آب چگالتر است و همانند بسياري از ديگر مواد پرتوزا در طبيعت بصورت ايزوتوپ يافت مي‌‌شود.
اورانيوم شانزده ايزوتوپ دارد. حدود ‎۹۹ ۳ درصد از اورانيومي که در طبيعت يافت مي‌شود ايزوتوپ ۲۳۸ (U-۲۳۸) است و حدود ‎۰ ۷ درصد ايزوتوپ ۲۳۵ (U-۲۳۵). ديگر ايزوتوپ‌هاي اورانيم بسيار نادر هستند.
در اين ميان ايزوتوپ ۲۳۵ براي بدست آوردن انرژي از نوع ۲۳۸ آن بسيار مهم‌تر است چرا که U-۲۳۵ (با فراواني تنها ‎۰ ۷ درصد) آمادگي آن را دارد که در شرايط خاص شکافته شود و مقادير زيادي انرژي آزاد کند. به اين ايزوتوپ Fissil Uranium، به معناي «اورانيوم شکافتني» هم گفته مي‌‌شود و براي شکافت هسته‌اي استفاده مي‌شود.
اورانيوم نيز همانند ديگر مواد پرتوزا دچار تباهي مي‌‌شود. مواد راديو اکتيو داراي اين خاصيت هستند که از خود بطور دايم ذرات آلفا و بتا و يا اشعه گاما منتشر مي‌‌کنند.
U-۲۳۸ باسرعت بسيار کمي تباه مي‌‌شود و نيمه عمر آن در حدود ‎۴،۵۰۰ ميلون سال (تقريبآ معادل عمر زمين) است.
اين موضوع به اين معني است که با تباه شدن اورانيوم با همين سرعت کم انرژي معادل ‎۰ ۱ وات براي هر يک تن اورانيوم توليد مي‌‌شود و اين براي گرم نگاه داشتن هسته زمين کافي است.
شکاف هسته‌اي اورانيوم
U-۲۳۵ قابليت شکاف هسته‌اي دارد. اين نوع از اتم اورانيوم داراي ۹۲ پروتون و ۱۴۳ نوترون است (بنابراين جمعآ ۲۳۵ ذره در هسته خود دارد و به همين دليل U-۲۳۵ ناميده مي‌‌شود)، کافي است يک نوترون دريافت کند تا بتواند به دو اتم ديگر تبديل شود.
اين عمل با بمباران نوتروني هسته انجام مي‌‌گيرد، در اين حالت يک اتم U-۲۳۵ به دو اتم ديگر تقسيم مي‌‌شود و دو، سه و يا بيشتر نوترون آزاد مي‌‌شود. نوترون‌هاي آزاد شده خود با اتم‌هاي ديگر U-۲۳۵ ترکيب مي‌‌شوند و آنها را تقسيم کرده و به همين منوال يک واکنش زنجيره‌اي از تقسيم اتم‌هاي U-۲۳۵ تشکيل مي‌‌شود.
اتم U-۲۳۵ با دريافت يک نوترون به اورانيوم ۲۳۶ تبديل مي‌‌شود که ثبات و پايداري نداشته و تمايل دارد به دو اتم با ثبات تقسيم شود. انجام عمل تقسيم باعث آزاد شدن انرژي مي‌‌شود بگونه‌اي که جمع انرژي حاصل از تقسيم زنجيره اتمهاي U-۲۳۵ بسيار قابل توجه مي‌شود.
نمونه‌اي از اين واکنش‌ها به اينصورت است:
U-۲۳۵ + n –> Ba-۱۴۱ + Kr-۹۲ + ۳n + ‎۱۷۰ Million electron Volts‎
U-۲۳۵ + n –> Te-۱۳۹ + Zr-۹۴ + ۳n + ۱۹۷ Million electron Volts
که در آن: electron Volt = ۱.۶۰۲ x ۱۰-۱۹ joules
(يک ژول انرژي معادل توان يک وات براي مصرف در يک ثانيه است)
مجموع اين عمليات ممکن است در محلي بنام رآکتور هسته‌اي انجام گيرد. رآکتور هسته‌اي مي‌‌تواند از انرژي آزاد شده براي گرم کردن آب استفاده کند تا در نهايت از آن براي راه اندازي توربين‌هاي بخار و توليد برق استفاده شود

اورانيوم يکي از عنصرهاي شميايي است که عدد اتمي آن ۹۲ و نشانه آن U است و در جدول تناوبي جزو آکتنيدها قرار مي گيرد. ايزوتوپ ۲۳۵U آن در نيروگاه هاي هسته ...

در ميان عموم مردم ، همين که صحبت از اورانيوم به ميان مي آيد، بلافاصله بمب اتمي و سلاحهاي کشتار جمعي ، که امروزه سخن روز محافل سياسي و مطبوعاتي است، در ...

● اورانيوم يکي از چگالترين فلزات راديو اکتيو است که در طبيعت يافت مي شود. اين فلز در بسياري از قسمتهاي دنيا در صخره ها، خاک و حتي اعماق دريا و اقيانوس ...

اورانيوم يکي از عنصرهاي شميايي است که عدد اتمي آن ۹۲ و نشانه آن U است و در جدول تناوبي جزو آکتنيدها قرار مي‌گيرد. ايزوتوپ ‎۲۳۵U آن در نيروگاه‌هاي هسته ...

عليرغم پيشرفت همه جانبه علوم و فنون هسته اي در طول نيم قرن گذشته، هنوز اين تکنولوژي در اذهان عمومي ناشناخته مانده است. وقتي صحبت از انرژي اتمي به ميان ...

از اين پس دانشمندان مي توانند با استفاده از مکعب هاي توخالي نوعي سوخت هسته اي جديد، اورانيوم راديواکتيو را جذب و پاک کرده و به اين ترتيب سوخت اتمي تمي ...

آشنايي با نيروگاه هاي هسته يي کشور کانادا صنعت هسته يي در کانادا از سال ۱۹۴۲ آغاز شد، وقتي که يک آزمايشگاه انگليسي- کانادايي در مونترال، کبک تشکيل شد ...

نوعي ماده منفجره است که به منظور پراکنده کردن مواد خطرناک راديواکتيو در سطحي وسيع طراحي شده است. ممکن است شما هم مثل خيلي هاي ديگر، وقتي دو عبارت بمب ...

دانلود نسخه PDF - اورانيوم