فوائد اليورانيوم وكذلك خصائص معدن اليورانيوم. وسوف نقدم أيضا نظائر اليورانيوم. سنتحدث أيضًا عن مكان العثور على اليورانيوم. وسنشرح أيضًا من اكتشف اليورانيوم. وسنعرض أيضًا أضرار اليورانيوم على البيئة. كل هذا من خلال مقالتنا. تابعنا.
فوائد اليورانيوم
ويستخدم اليورانيوم في محطات الطاقة النووية لتوليد الحرارة وتسخين الماء لإنتاج البخار. ويتميز اليورانيوم بذراته الكبيرة التي تمكنه من الانقسام بشكل أكبر مقارنة بالعناصر الأخرى.
عندما تتلامس جسيمات غير ذرية تسمى النيوترونات مع ذرات اليورانيوم، تنقسم الذرات، وتطلق طاقة حرارية. يحدث هذا طوال الوقت في الطبيعة، ولكن بمعدل بطيء جدًا. تستخدم معظم محطات الطاقة النووية اليورانيوم 235 كوقود، وهو نوع محدد من اليورانيوم.
والمفاعلات النووية قادرة على تسريع هذه العملية بشكل كبير من خلال إبطاء النيوترونات وزيادة احتمالية اصطدامها، مما سيؤدي إلى انشطار ذرات اليورانيوم. وعندما تنقسم ذرات اليورانيوم، فإنها تطلق المزيد من النيوترونات، فتستمر العملية وتزداد الانقسامات لضمان حدوث “تفاعل متسلسل” لتقسيم الذرات. وتسمى هذه العملية “الانشطار النووي”.
ونظرًا لطبيعة عملية الانشطار النووي، فإن محطات الطاقة النووية لا تحتاج إلى حرق أي نوع من الوقود. ولذلك، فإن النباتات لا تنتج أي ضباب دخاني أو غازات دفيئة.
ويستخدم اليورانيوم في عدة مجالات بالإضافة إلى استخدامه في توليد الطاقة.
ويستخدم نظير اليورانيوم 238، الذي يسمى اليورانيوم المنضب، كحاجز حماية من الإشعاع بسبب سمكه وكثافته، وغالبا ما يستخدم في صناعة الطائرات والمعدات الطبية للحماية من أجهزة الإشعاع.
خصائص معدن اليورانيوم
الرمز الكيميائي لعنصر اليورانيوم هو U وعدده الذري 92. وتبلغ كثافة معدن اليورانيوم 18.9 جم/سم3، فهو من المعادن شديدة الكثافة والثقيلة. تبلغ درجة انصهار معدن اليورانيوم 1135 درجة مئوية، ودرجة غليانه 4130 درجة مئوية. يعتبر معدن اليورانيوم معدنًا ناعمًا وقابلاً للانحناء. من المعادن المشعة للسحب، كما يمكننا مد سلك طويل منها. يعتبر معدن اليورانيوم من أكثر المعادن سمية وأكثرها ضرراً للجسم، حيث أن التعرض له قد يسبب الأورام والسرطانات. يتأكسد معدن اليورانيوم بسرعة عند تعرضه للهواء. يعتبر معدن اليورانيوم من العناصر المتحللة ذات النشاط الإشعاعي، والسبب هو أن نواته نظائرها غير مستقرة. يتمتع معدن اليورانيوم بإمكانية انفجارية والسبب هو أنه يحتفظ بتفاعل نووي خفي. وهو عنصر انشطاري، وذلك لأن نواته قادرة على الانقسام بناءً على النيوترونات الحرارية. ويتميز بقدرة إشعاعية فريدة، خاصة في نظير اليورانيوم 235، وهو النظير المناسب لتفاعلات الانشطار النووي.
نظائر اليورانيوم
1- اليورانيوم 238 :
وهو النوع الأكثر شيوعاً من النظائر، إذ يشكل 99.3% من اليورانيوم الطبيعي. وهو أيضًا النوع الأطول عمرًا، حيث يصل عمره إلى 4.5 مليار سنة.
2- اليورانيوم 235 :
وهو نظير نادر، إذ يشكل 0.7% فقط من اليورانيوم الطبيعي. وهو قابل للانشطار، ويبلغ عمره 700 مليون سنة، ويستخدم في المفاعلات النووية.
3- اليورانيوم 234 :
وهو نظير موجود في اليورانيوم الطبيعي بنسبة 1-18800 مقارنة باليورانيوم 238.
4- اليورانيوم 236 :
وهو اليورانيوم الاصطناعي الموجود في الوقود النووي المستهلك.
5- اليورانيوم 233:
وهو اليورانيوم الذي يمكن انشطاره بواسطة النيوترونات، ويستخدم لإنتاج الطاقة.
6- اليورانيوم 232 :
وهو أحد المنتجات الثانوية للتفاعلات النووية، ويبلغ عمره 68.9 سنة.
أين يوجد اليورانيوم؟
يعد اليورانيوم واحدًا من أكثر 50 عنصرًا وفرة في القشرة الأرضية. يمكن العثور عليه في آثار صغيرة جدًا في معظم الصخور ويوجد أيضًا في مياه المحيطات. ويوجد في القشرة الأرضية في معادن مثل اليورانينيت والكارنوتيت والتوربورنيت.
من اكتشف اليورانيوم؟
تم اكتشاف اليورانيوم عام 1789 على يد مارتن كلابروث – الكيميائي الألماني – في البتشبلند، أو ما يعرف الآن بجمهورية التشيك، عندما كان يقوم بتحليل العينات المعدنية في مناجم الفضة. تم تسمية العنصر على اسم كوكب أورانوس، الكوكب السابع في نظامنا الشمسي.
وبغض النظر عن أهمية اليورانيوم بالنسبة للكيميائيين، فإن استخدام اليورانيوم في القرن التاسع عشر كان يقتصر على تلوين الزجاج والسيراميك. تم استخدام عناصره لإضافة اللون الأصفر المخضر إلى المزهريات والأواني الزجاجية المزخرفة. في ذلك الوقت، كان يستخدم على نطاق واسع لإضافة الألوان الزاهية من البرتقالي إلى الأحمر إلى طلاء السيراميك المستخدم في الفخار المنزلي والديكور المعماري.
في عام 1896، اكتشف هنري بيكريل الخصائص المشعة لليورانيوم. ورغم أنه لم يدرك أهمية اكتشافه في البداية، إلا أن تلميذته ماري كوري تعرفت على النتائج التي رسمها هنري بشكل أكثر دقة واختارت اسم “النشاط الإشعاعي” لهذه الظاهرة الجديدة.
الآثار الضارة لليورانيوم على البيئة
اليورانيوم مادة مشعة شديدة التفاعل. ونتيجة لذلك، لا يمكن العثور عليه في البيئة في شكله العنصري، حيث أن مركبات اليورانيوم التي تتشكل أثناء تفاعلات اليورانيوم مع العناصر والمواد الأخرى تذوب في الماء على طول مسارها الخاص. كما يتم تحديد قابلية ذوبان مركب اليورانيوم في الماء من خلال حركته. وفي البيئة، لا يشكل اليورانيوم بحد ذاته خطراً بشكل خاص، لكن بعض منتجاته الضارة تشكل تهديداً، مثل غاز الرادون، الذي يمكن أن يتراكم في أماكن ضيقة.
مما يؤدي إلى مشاكل صحية خطيرة. يتواجد اليورانيوم في الهواء على شكل غبار يسقط على المياه السطحية وأيضاً في النباتات أو في التربة من خلال تراكم اليورانيوم فيها أو هطول الأمطار على هذه التربة. على الرغم من أن تفاعل اليورانيوم مع التربة أو الأرض لا يحدث بسرعة، إلا أنه مع مرور الوقت يبدأ في التفاعل، وعادة ما تكون المياه التي تحتوي على كميات منخفضة من اليورانيوم آمنة للشرب، ومن غير المرجح أن يتراكم اليورانيوم في الأسماك أو الخضروات، واليورانيوم الذي سيتم القضاء على امتصاصه بسرعة. ومن خلال البول والبراز، تقوم النباتات أيضًا بتخزين اليورانيوم من خلال جذورها، لذلك قد تحتوي الخضروات الجذرية مثل الفجل على تركيزات أعلى من المعتاد من اليورانيوم، نتيجة زراعتها في التربة. ومن الأفضل عند غسل الخضروات التي يتم زراعتها في التربة تنظيفها جيداً. .