Uraniu
L'uraniu hè un elementu chimicu di numeru atomicu 92, cù u simbulu U. Hè un metallu biancu argentatu, densu, tossicu è radioattivu. Appartene à a seria di l'attinidi. L'isotopu 235U hè adupratu cum'è carburante in certi reattori nucleari è pò esse impiegatu in l'arme nucleare.
Caratteristiche
[mudificà | edità a fonte]À u so statu puru, l'uraniu hè un metallu biancu argentatu, appena più dolce ch'è l'acciaghju. Hè malleabile è duttile, è hà pruprietà paramagnetiche. Hè assai densu: a so densità hè circa 65% più alta ch'è quella di u piombu.
Sminuzzatu finamente, reagisce cù l'acqua à a temperatura ambiente. À l'aria, a so superficia si copre d'un stratu d'ossidu d'uraniu(IV), UO2. Stu cumpostu s'ossida facilmente in U3O8, una forma stabile è cumuna in natura. L'uraniu metallicu pò brusgià à alta temperatura è pruduce particelle fini d'ossidi.
U metallu esiste in trè forme allotropiche:
- α — struttura ortorombica, stabile sin'à 667,7 °C;
- β — struttura tetragonale, stabile trà 667,7 è 774,8 °C;
- γ — struttura cubica à corpu centratu, stabile da 774,8 °C sin'à u puntu di fusione. Hè a forma più duttile è malleabile.
L'235U hè l'unicu isotopu fissile naturale prisente in quantità significative. L'238U pò ancu esse adupratu in i reattori: dopu à avè assurbitu un neutrone, si trasforma in 239U, chì decade in plutoniu-239, un isotopu fissile. L'233U, chì ùn si trova micca in natura, pò esse pruduttu irradiendu u toriu-232 cù neutroni.
L'uraniu hè statu u primu elementu fissile scupertu in a natura. Hè impurtante per a pruduzzione d'energia nucleare è per l'arme nucleare. Si trova in parechji minerali, frà i quali l'uraninite (chjamata dinù pechblenda) è a carnotite.
L'uraniu hè ancu utile per a datazione radiometrica. L'238U decade à traversu una seria di trasfurmazione radioattive è finisce per diventà piombu-206 stabile. A so emivita hè di circa 4,47 miliardi d'anni.
Isotopi
[mudificà | edità a fonte]L'uraniu naturale hè cumpostu soprattuttu da trè isotopi radiuattivi: 234U, 235U è 238U. L'238U custituisce circa u 99,3% di l'uraniu naturale; l'235U, circa u 0,72%; l'234U hè prisente in quantità assai chjuche.
E so emivite sò:
- 238U: circa 4,468 miliardi d'anni;
- 235U: circa 704 milioni d'anni;
- 234U: circa 245 500 anni.
L'238U emette soprattuttu particelle alfa è decade in toriu-234. A seria di decadimentu cuntinueghja sin'à u piombu-206 stabile. A radiuattività di l'uraniu dipende da a quantità è da a cuncentrazione di l'isotopi prisenti.
L'isotopi di l'uraniu ponu esse siparati per aumentà a parte d'U235. Stu prucessu hè chjamatu arricchimentu di l'uraniu. L'uraniu hè dettu arricchitu quandu a so parte d'235U hè più alta ch'è quella naturale; per parechji reattori à acqua lighjera, u carburante cuntene di regula trà u 3% è u 5% d'235U. L'uraniu impoveritu, à u cuntrariu, cuntene una parte più bassa di st'isotopu chè l'uraniu naturale.
Arricchimentu
[mudificà | edità a fonte]Per parechji reattori nucleari hè necessariu aumentà a cuncentrazione d'235U, chì hè fissile, in paragone cù l'238U, più abbundante. I dui isotopi ùn si ponu siparà cù prucessi chimichi urdinarii, postu ch'elli appartenenu à u listessu elementu. A so siparazione si basa nantu à a piccula differenza di massa.
Per l'arricchimentu, l'uraniu hè cunvertitu in esafluoruru d'uraniu (UF6), un cumpostu chì pò passà à u statu gasosu à temperature pocu sopra à a temperatura ambiente. I metudi principali sò a diffusione gasosa è a centrifugazione gasosa. Dopu l'arricchimentu, l'esafluoruru hè trasfurmatu torna in cumposti d'uraniu adatti à a fabricazione di carburante.
U prucessu pruduce dinù uraniu impoveritu, chì hè almacenatu o adupratu in certi usi civili è militari.
Usi
[mudificà | edità a fonte]Usi civili
[mudificà | edità a fonte]
L'usu principale di l'uraniu hè cum'è carburante in e centrale nucleare. Parechji reattori à acqua lighjera adopranu uraniu arricchitu, mentre chì certi reattori à acqua pisiva, cum'è quelli di tipu CANDU, ponu aduprà uraniu naturale.
A densità alta di l'uraniu permette di aduprà lu ancu cum'è zavorra o contrapesu in certi apparechji, è cum'è schermatura per e radiazione in appiicazione industriale. I so cumposti sò stati aduprati per culurisce e ceramiche è u vetru; certi vetri chì cuntenenu uraniu mostranu una fluorescenza gialla o verde.
Altri usi includenu:
- a datazione di e rocce è di i minerali, cumpresi i metudi uraniu-piombu è uraniu-toriu;
- l'usu di cumposti d'uraniu in certi prucessi di chimica analitica;
- l'usu di cumposti d'uraniu in fotografia è cum'è catalizatori in certe reazzioni chimiche.
Usi militari
[mudificà | edità a fonte]
L'uraniu assai arricchitu in Uraniu235 pò esse adupratu in l'arme nucleare. U carburante d'uraniu hè ancu adupratu in certi reattori di nave militare è di sottumarini.
L'uraniu impoveritu hè assai densu è hè statu adupratu in certi prugetti militare, cumpresi i prughjettili perforanti è e placche di blindatura. Questi usi suscitanu preoccupazione per via di a tossicità chimica è di i risichi assuciati à a contaminazione da polvera.
Storia
[mudificà | edità a fonte]L'usu di cumposti d'uraniu per culurisce a ceramica data almenu di l'antichità. In u 1789, u chimicu tedescu Martin Heinrich Klaproth hà identificatu l'uraniu in un campione d'uraninite. U nome vene da a pianeta Uranu, scupertu ottu anni nanzu.
In u 1841, Eugène-Melchior Péligot hà isolatu l'uraniu metallicu. À a mità di u XIX seculu, i cumposti d'uraniu anu cuminciatu à esse aduprati in a fabricazione di vetru culuritu. In u 1896, u fisicu francese Henri Becquerel hà scupertu a radiuattività di l'uraniu.
In u XX seculu, a dumanda d'uraniu hè cresciuta assai per via di u sviluppu di l'arme nucleare è, dopu, di e centrale nucleare.
Ricerca è estrazzione
[mudificà | edità a fonte]
L'uraniu si trova in parechji minerali. L'uraninite è a carnotite sò trà e fonte principale, ma si cunnoscenu dinù minerali cum'è l'autunite, l'uranofanu, a torbernite è a coffinite. Si pò truvà ancu in certi depositi di fosfati è in rene ricche di monazite.
L'estrazzione cummerciale hà principiatu à a fine di u XIX seculu. À l'iniziu, certi cumposti radioattivi prisenti in i minerali d'uraniu eranu ricercati per fà vernici luminosi è per usi medichi. A dumanda hè aumentata durante a Siconda guerra mundiale, quandu parechji paesi anu sviluppatu prugrammi d'arme nucleare. Dopu, u sviluppu di l'energia nucleare civile hà creatu un altru mercatu impurtante.
L'estrazzione d'uraniu pò esse fatta in minere à celu apertu, in minere sotterranee o per lisciviazione in situ. I principali paesi pruduttori è i livelli di pruduzzione cambianu secondu l'annu è e cundizione di u mercatu. Trà i paesi chì anu pruduttu quantità impurtante d'uraniu figuranu u Cazacchistanu, u Canada, l'Australia, a Namibia è u Niger.
In Italia, soprattuttu in l'anni 1950 è 1960, sò state fatte ricerche per truvà ghjacimenti sfruttabili. Un ghjacimentu hè statu identificatu vicinu à Novazza, in Lombardia, ma e so dimensione eranu limitate.
Cumposti
[mudificà | edità a fonte]
U concentratu d'uraniu pruduttu da u trattamentu di i minerali hè spessu chjamatu *yellowcake*. Di regula cuntene ossidi d'uraniu, in particulare U3O8; u culore di u pruduttu pò varià da u giallu à u verde scuru o à u neru.
U tetrafluoruru d'uraniu (UF4), chjamatu qualchì volta «sale verde», hè un pruduttu intermediu in a fabricazione di l'esafluoruru d'uraniu. L'esafluoruru d'uraniu (UF6) hè adupratu in certi prucessi d'arricchimentu. U nitratu d'uraniu, UO2(NO3)2, hè un sale solubile è assai tossicu.
Presenza in natura
[mudificà | edità a fonte]L'uraniu hè prisente in piccule quantità in a crosta terrestre, in e rocce, in i terreni è in l'acque. A so abbundanza media in a crosta hè di circa 2,8 parti per milione. Si trova in natura più abbundante chè parechji metalli, frà i quali l'oru è l'argentu.
I minerali d'uraniu si trovanu in parechje parte di u mondu. Perchè l'estrazzione sia ecunomicamente interessante, a quantità d'uraniu in u minerale deve esse abbastanza alta, ancu s'è e tecniche muderne ponu sfruttà certi depositi à cuncentrazione più bassa.
Precauzioni
[mudificà | edità a fonte]L'uraniu hè tossicu per via di e so pruprietà chimiche è radiuattive. U risicu dipende da a forma di l'uraniu, da a quantità è da u modu d'esposizione. L'ingestione o l'inalazione di polveri ponu purtà l'uraniu in u corpu. Una parte hè eliminata in l'urina, ma una parte pò accumulà si, in particulare in i reni è l'osse.
A tossicità chimica pò dannà i reni è altri tessuti. E particelle inalate ponu firmà in e vie respiratorie, è l'esposizione à polveri minerali o à u radone hè un risicu per i travagliadori di e minere. L'uraniu esternu à u corpu hè in generale menu periculosu chè quellu inalatu o inghjuttitu, postu chì e particelle alfa ùn penetranu micca a pelle intatta.
E minere è l'impianti di trasfurmazione devenu aduprà misure di prutezzione, cum'è a ventilazione, u cuntrollu di e polveri è a gestione sicura di i residui.
