Uraani | jaksollisen järjestelmän kemiallinen alkuaine (metalli)
Uraani on jaksollisen järjestelmän kemiallinen alkuaine (metalli). Sen järjestysluku on 92, mikä tarkoittaa, että uraaniatomin ytimessä on 92 protonia. Maasta kaivettu uraani koostuu kolmesta eri isotoopista: kolmesta eri uraanityypistä, joiden ytimissä on eri määrä neutroneita. Suurin osa on uraani-238:aa; uraani-235 on harvinaisempaa; uraani-234 on harvinaisin. Pitchblende on tärkein malmi, josta uraania louhitaan.
Uraani-235:tä voidaan käyttää ydinreaktoreissa ja ydinaseissa aiheuttamalla ydinketjureaktio. Tämä muuttaa uraani-235:n uraani-236:ksi ja jakaa ytimen kahdeksi pienemmäksi ytimeksi. Näin syntyy kaksi täysin erilaista alkua, joilla on pienemmät järjestysluvut. Tätä prosessia kutsutaan ydinfissioksi, ja se tuottaa paljon lämpöä. Tämä lämpö on erittäin hyödyllinen höyryn tuottamisessa ydinreaktoreissa tai ydinaseiden räjähdyksissä. Useimmissa ydinaseissa käytetään kuitenkin uraani-238:sta valmistettua plutoniumia. Uraani on hieman radioaktiivinen.
Uraania, josta on poistettu uraani-235, kutsutaan köyhdytetyksi uraaniksi. Se on vähemmän radioaktiivista kuin luonnonuraani. Sitä käytetään panssarintorjunta-aseissa. Uraania voidaan käyttää myös väriaineena lasimaalauksissa ja keramiikassa, ja näin sitä käytettiin ennen kuin ihmiset saivat tietää sen radioaktiivisuudesta.
Uraani on vaarallinen aine. Koska uraani on radioaktiivinen, se on usein merkitty radioaktiivisten alkuaineiden vaaramerkillä, joka koostuu kolmesta kolmiosta, joiden kaarevat ulkoreunat osoittavat keskelle (kuten vasemmalla). Jotkut ihmiset uskovat, että uraani on vaaleanvihreää ja hehkuu, koska sitä kuvataan monissa elokuvissa. Tämä ei kuitenkaan pidä paikkaansa. Uraani on kiiltävän valkoinen metalli, mutta yleensä se nähdään oksidimuodossaan, joka on musta. Käytetyt tai osittain käytetyt uraanipolttoainesauvat, joita säilytetään veden alla, esimerkiksi ydinreaktorissa tai käytetyn polttoaineen altaassa, voivat hehkua sinisenä Cherenkovin säteilyn vuoksi. Radioaktiivisuuden lisäksi uraani on raskasmetalli ja kemiallisesti myrkyllistä.
Säteilyvaroitus
Pieni määrä uraania lasiastiassa.
Ominaisuudet
Uraani on hopeanvalkoinen, heikosti radioaktiivinen metalli. Sen Mohsin kovuus on 6. Se on muokattavaa, sitkeää ja hieman paramagneettista. Se on voimakkaasti sähköpositiivinen. Se on huono sähkönjohdin. Uraanimetallin tiheys on erittäin suuri, 19,1 g/cm .3
Uraanimetalli reagoi lähes kaikkien ei-metallisten alkuaineiden ja niiden yhdisteiden kanssa. Suolahappo ja typpihappo liuottavat uraania, mutta muut hapettomat hapot kuin suolahappo liuottavat uraania hyvin hitaasti.
Uraani-235 oli ensimmäinen isotooppi, jonka todettiin olevan halkeamiskelpoinen. Muut luonnossa esiintyvät isotoopit ovat halkeamiskelpoisia, mutta eivät halkeamiskelpoisia.
Jo 7 kiloa uraani-235:tä voidaan käyttää atomipommin valmistamiseen. Hiroshiman yllä räjäytetty ydinase, Little Boy, perustui uraanin fissioon.
Historia
Käyttö ennen tiedonhankintaa
Uraania käytettiin luonnollisessa oksidimuodossaan jo vuonna 79 jKr. Sitä käytettiin Rooman valtakunnassa tekemään keraamisista lasitteista keltaisia. Keltaista lasia, jossa oli 1 % uraanioksidia, löydettiin roomalaisesta huvilasta Cape Posilliposta Napolinlahdella Italiassa. Sen löysi R. T. Gunther Oxfordin yliopistosta vuonna 1912. Myöhäiskeskiajalla pikirouhetta louhittiin Habsburgien hopeakaivoksista Joachimsthalissa, Böömissä (nykyisin Jáchymov Tšekissä). Nämä kaivokset olivat 1800-luvun alussa maailman ainoat tunnetut uraanimalmin lähteet.
Uranus-planeetta, jonka mukaan uraani on nimetty.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä on uraani?
V: Uraani on jaksollisen järjestelmän kemiallinen alkuaine (metalli), jonka järjestysluku on 92. Uraanin atomiluku on 92.
K: Kuinka monta uraanin isotooppia on olemassa?
V: Uraania on kolmea eri isotooppia, joiden ytimissä on eri määrä neutroneita. Yleisin isotooppi on uraani-238, seuraavaksi yleisin on uraani-235 ja sitten harvinaisin, uraani-234.
Kysymys: Mitä on pikirokko?
V: Pitchblende on tärkein malmi, josta uraania louhitaan.
K: Miten uraania voidaan käyttää ydinreaktoreissa ja aseissa?
V: Tekemällä ydinketjureaktion, se muuttaa uraani-235:n uraani-236:ksi ja jakaa ytimen kahdeksi pienemmäksi ytimeksi. Tätä prosessia kutsutaan ydinfissioksi, ja siinä syntyy paljon lämpöä, jota voidaan käyttää höyryn tuottamiseen ydinreaktoreissa tai räjähdysten tekemiseen ydinaseilla.
Kysymys: Onko köyhdytetty uraani radioaktiivista?
V: Köyhdytetystä uraanista on poistettu uraani-235, joten se on vähemmän radioaktiivista kuin luonnonuraani, mutta silti hieman radioaktiivista.
K: Minkä värinen on puhdistamaton luonnonuraani?
V: Luonnollinen jalostamaton uraani näyttää kiiltävän valkoiselta metallilta, mutta yleensä se on oksidimuodossaan mustaa. Veden alla säilytettävät käytetyt tai osittain käytetyt polttoainesauvat voivat hehkua sinisenä Cherenkovin säteilyn vuoksi.
