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Criar

Dar existência a.
Originar.
Inventar.
Gerar; produzir: _criou muitos filhos_.
Instituir, fundar: _criar asilos_.
Amamentar.
Educar.
Promover a procriação de: _criar gado_.
Cultivar.
Adquirir.


Criar

Encher-se de pus (uma ferida), resultante de picada: _tenho um dedo a criar_.


Criar

Ter dinheiro.


Criar

Afagar, acarinhar.

 Nota: Para outras acepções, veja Urânio (desambiguação).
UrânioProtactínio ? Urânio ? Neptúnio
NdÂ
 92

       Â
       Â
                 Â
                 Â
                               Â
                                ?
U
?Tabela completa ? Tabela estendidaAparência
cinza prateado metálico
Informações gerais
Nome, símbolo, númeroUrânio, U, 92
Série químicaActinídio
Grupo, período, bloco3 (IIIA), 7, f
Densidade, dureza19050 kg/m3,
Número CAS
Número EINECSPropriedade atómicas
Massa atômica238,02891(3) u
Raio atómico (calculado)pm
Raio covalente175 pm
Raio de Van der Waals186 pm
Configuração electrónica[RN] 7s2 5f4
Elétrons (por nível de energia)2, 8, 18, 32, 21, 9, 2 (ver imagem)
Estado(s) de oxidação3, 4, 5, 6 (base)
Óxido
Estrutura cristalinaortorrômbico
Propriedades físicas
Estado da matériasólido
Ponto de fusão1405,3Â K
Ponto de ebulição4404Â K
Entalpia de fusão9,14 kJ/mol
Entalpia de vaporizaçãokJ/mol
Temperatura crítica K
Pressão crítica Pa
Volume molar12,49×10?6 m3/mol
Pressão de vapor
Velocidade do som3155 m/s a 20 °C
Classe magnéticaParamagnético
Susceptibilidade magnética
Permeabilidade magnética
Temperatura de Curie K
Diversos
Eletronegatividade (Pauling)1,38
Calor específico300 J/(kg·K)
Condutividade elétrica(0Â °C) 0,280 µ?·m S/m
Condutividade térmica27,5 W/(m·K)
1º Potencial de ionizaçãokJ/mol
2º Potencial de ionizaçãokJ/mol
3º Potencial de ionizaçãokJ/mol
4º Potencial de ionização{{{potencial_ionização4}}} kJ/mol
5º Potencial de ionização{{{potencial_ionização5}}} kJ/mol
6º Potencial de ionização{{{potencial_ionização6}}} kJ/mol
7º Potencial de ionização{{{potencial_ionização7}}} kJ/mol
8º Potencial de ionização{{{potencial_ionização8}}} kJ/mol
9º Potencial de ionização{{{potencial_ionização9}}} kJ/mol
10º Potencial de ionização{{{potencial_ionização10}}} kJ/mol
Isótopos mais estáveis
isoANMeia-vidaMDEdPD
MeV232Usintético68,9 a?5,41448Th233Usintético159 200 a?4,909229Th234U0.0054%245 500 a?-230Th235U0.7204%7,038×108 a?4.679231Th238U99.2742%4,468×109 a?4.270234Th
Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.
vdeO urânio (homenagem ao planeta Urano), é um elemento químico de símbolo U e de massa atômica igual a 238 u, apresenta número atômico 92 (92 prótons e 92 elétrons), é um elemento natural e comum, muito mais abundante que a prata, abundância comparável à do molibdênio e arsênio, porém, quatro vezes menos abundante que o tório.
À temperatura ambiente, o urânio encontra-se no estado sólido. É um elemento metálico radioativo pertencente à família dos actinídeos.[1]
Foi descoberto em 1789 pelo alemão Martin Klaproth na Alemanha. Foi o primeiro elemento onde se descobriu a propriedade da radioatividade. Seus isótopos mais comuns têm uma meia-vida longa(~4,5 bilhões de anos para o urânio-238 e ~700 milhões de anos para o urânio-235).
O Urânio é utilizado em indústria bélica (bombas atômicas e no secundário para bombas de hidrogênio), e como combustível em usinas nucleares para geração de energia elétrica.[2]
A Agência Internacional de Energia Atómica, estimou as reservas mundiais de urânio em 5,4 milhões de toneladas em todo mundo em 2009, sendo que 31% está na Austrália, 12% no Cazaquistão, 9% no Canadá e 9% na Rússia. A produção mundial subiu cerca de 50 000 toneladas em 2009 comparando com 2008, sendo os maiores produtores em 2009 o Cazaquistão (28%), o Canadá (20%), a Austrália (16%), a Namíbia (9%), a Rússia (7%), o Níger (6%) e Uzbequistão (5%).
A nova mina de mineração Tumalapalli revelada à imprensa em agosto de 2011, está localizada no Estado de Andhra Pradesh, no sul da Índia, e pode se tornar a maior reserva de Urânio do mundo. Segundo o Departamento de Energia Atômica da Índia, é confirmado que a mina contém 49 mil toneladas de minério. No entanto há indicações de que esta quantidade total seja três vezes maior que isso, o que alcançaria uma capacidade total de produção de 150 mil toneladas. Assim, passaria a ser a maior do mundo, ainda que se tratando de urânio de baixo grau.[3]Índice1 História1.1 Reator natural
1.2 Uso durante a sua pré-descoberta
1.3 Descoberta
1.4 Pesquisa da Fissão e Projeto Manhattan
1.5 Tuballoy e Oralloy
2 Características principais
3 Propriedades3.1 Propriedades físicas
3.2 Propriedades químicas
3.3 Fissão
4 Ocorrência4.1 Mineração
4.2 Reservas Brasileiras
4.3 Distribuição em minerais
4.4 Dentro das águas naturais e do mar
5 Síntese química dos fluoretos de urânio
6 Aplicações6.1 Civil e exploração espacial
6.2 Militar
7 Compostos7.1 Óxidos
7.2 Hidretos, carbonetos e nitretos
7.3 Halogenetos
8 Toxicidade a organismos
9 Isótopos9.1 Decaimento9.1.1 Familia de decaimento do urânio-238
9.2 Enriquecimento
10 Preço
11 Ver também
12 Referências
13 BibliografiaHistória[editar | editar código-fonte]
Reator natural[editar | editar código-fonte]
Em 1972 o físico francês Francis Perrin descobriu em Oklo, no Gabão, um depósito de urânio onde, há cerca de dois bilhões de anos, ocorreram de forma natural reações de fissão do isótopo U-235. Esse reator natural funcionou ao longo de centenas de milhares de anos, liberando uma potência média inferior a 100 kW. A reação em cadeia era controlada naturalmente, permitindo o seu funcionamento durante tanto tempo sem provocar uma explosão nuclear.[4]Uso durante a sua pré-descoberta[editar | editar código-fonte]
Antes de sua descoberta, o urânio natural, sob a forma de dióxido de urânio, era usado como corante em tintas e esmaltes dando uma cor amarelada, se adicionado ao vidro, o deixava verde e luminescente. Este uso remonta até ao ano de 79 antes de Cristo.[5]Descoberta[editar | editar código-fonte]
Imagem criada pelo uranio sobre a chapa fotográfica, que fez Henri supor a existência da radiação.
A descoberta do urânio é creditada ao cientista alemão Martin Heinrich Klaproth em 1789. Quando estava em seu laboratório experimental em Berlim, Klaproth foi capaz de precipitar um composto amarelo (provavelmente diuranato de sódio) através da dissolução da uraninita em ácido nítrico e neutralizar a solução com hidróxido de sódio. Klaproth achou que a substância amarela era o óxido de um elemento ainda não descoberto, e aquecido com carvão vegetal para a obtenção de um pó preto, que ele pensou ser o metal descoberto recentemente em si (na verdade, o pó era um óxido de urânio). Ele nomeou o novo elemento descoberto em honra ao planeta Urano, que tinha sido descoberto havia oito anos por William Herschel (que tinha chamado o planeta após o primordial deus grego do céu Urano).[6]
Em 1841, Eugène-Melchior Peligot, Professor de Química Analítica no Conservatoire National des Arts et Métiers (Central School of Arts and Manufactures), em Paris, isolou a primeira amostra de urânio metálico por aquecimento de tetracloreto de urânio com potássio. O urânio não era visto como particularmente perigoso durante a maior parte do século XIX, levando ao desenvolvimento de várias utilizações para o elemento.[7] Um tal uso para o óxido foi citado, mas já não era secreta a coloração da cerâmica e do vidro.
Henri Becquerel descobriu a radioatividade usando urânio em 1896. Becquerel fez a descoberta, em Paris, deixando uma amostra de um sal de urânio, K2 UO2 (SO4)2, em cima de uma chapa fotográfica não exposta numa gaveta e observando que a placa havia se tornado "enevoada". Ele determinou que uma forma de luz invisível ou raios emitidos pelo urânio tinha exposto a chapa criando acidentalmente a imagem.Pesquisa da Fissão e Projeto Manhattan[editar | editar código-fonte]
Little Boy
Uma equipe liderada por Enrico Fermi bombardeou urânio com nêutrons, produzindo partículas ? e o elemento 93, o netúnio e através do decaimento beta, o elemento 94 chamado de plutônio. Os produtos da fissão do U-235 foram confundidos com os novos elementos criados pelo U-238.
As experiências que conduziram à descoberta da capacidade do urânio para a fissão (quebra instantânea) em elementos mais leves e liberação de energia de ligação foi realizada por Otto Hahn e Strassmann Fritz no laboratório de Hahn em Berlim. Lise Meitner e seu sobrinho, o físico Otto Robert Frisch, publicaram a explicação física do processo em fevereiro de 1939 e nomearam o processo fissão nuclear. Logo depois, Fermi postulou que a fissão do urânio pode liberar nêutrons suficiente para sustentar uma reacção de fissão. A confirmação desta hipótese veio em 1939 e, posteriormente, o trabalho levou a concluir que, em média, cerca de 2,5 nêutrons são liberados por cada fissão de U-235, um raro isótopo de urânio, trabalham ainda que o mais comum isótopo do urânio-238 pode ser transmutado em plutônio, que, como o urânio-235, também é fissionável por nêutrons térmicos. Essas descobertas levaram vários países para começar a trabalhar no desenvolvimento de armas nucleares e energia nuclear. Em 1942 outra equipe liderado por Enrico Fermi, conseguiu obter a primeira reação em cadeia artificial.
Em 1945 a primeira bomba atômica usada em Guerra e também a primeira bomba de urânio, o Little Boy, foi usado em Hiroshima, contra o Japão, na Segunda Guerra Mundial gerando 15 quilotons de TNT, após essa bomba poucas outras bombas foram feitas de uranio puro, como por exemplo a W9 que rendeu o mesmo que o Little Boy mas era bem menor.Tuballoy e Oralloy[editar | editar código-fonte]
Durante o Projeto Manhattan teve-se a necessidade de sigilo, então os termos chave durante a pesquisa para criar armas nucleares foram codificados, o urânio empobrecido recebeu a alcunha de Tuballoy, ja o urânio enriquecido, recebeu a alcunha de Oralloy
em referência a Oak Ridge, o local onde o urânio era enriquecido, esses termos ainda hoje são largamente utilizados.Características principais[editar | editar código-fonte]
Minério de urânio
Quando refinado o urânio é branco metálico, com uma radioatividade ligeiramente maior que a do aço, fortemente eletropositivo e pobre condutor elétrico.
É maleável, ductil e levemente paramagnético, fica muito denso, sendo 70% mais denso que o chumbo e pouco menos denso que o ouro.
O urânio metalico reage com todos os elementos não metálicos e seus respectivos compostos, a reatividade aumenta com a temperatura. Ácido clorídrico e ácido nítrico corroem o urânio, mas o acidos não oxidantes o dissolvem muito lentamente, quando dissolvido pode reagir com água fria, se exposto ao ar ele forma uma escura camada de dióxido de urânio.
O urânio é o último elemento químico natural da tabela periódica. É o átomo com o núcleo mais pesado que existe naturalmente na Terra: contem 92 prótons e 135 a 148 nêutrons. Quando puro, é um sólido, metálico e radioativo, muito duro e denso, de aspecto cinza a branco prateado, muito semelhante à coloração do níquel.
Pensava-se que a uraninita era um minério de zinco, ferro ou tungstênio. No entanto, Klaphroth, em 1789, comprovou a existência de uma "substância semi-metálica" nesse minério. Chamou ao metal "urânio" em honra à descoberta feita por Herschel em 1781 do planeta Urano. Mais tarde, Péligot provou que Klaphroth apenas tinha conseguido isolar o óxido e não o metal e em 1842 conseguiu isolar o urânio metálico. O urânio foi o primeiro elemento no qual se descobriu a propriedade da radioatividade. Esta descoberta foi feita por Antoine Henri Becquerel em 1896.Propriedades[editar | editar código-fonte]
Propriedades físicas[editar | editar código-fonte]
Muito pesado e denso, branco prateado com brilho metálico brilhante. Em sua forma pura é um pouco mais suave do que o aço, dúctil, flexível, tem uma pequena propriedade paramagnética. o urânio têm três formas alotrópicas: alfa, prismáticos, estável até 667,7Â °C, beta, quadrado, estável de 667,7Â °C a 774,8Â °C, Gama, com um corpo centrado e estrutura cúbica, 774, 8Â °C é ponto de fusão da forma alotrópica gama:?(ortorrômbica) estável até ±660Â °C
?(tetragonal) estável a partir de ±660Â °C a ±760Â °C
?(corpo centrado cúbico) de ponto de fusão de ±760Â °C, é o estado mais maleável e dúctil.
Propriedades químicas[editar | editar código-fonte]
Valências III (roxo), IV (verde), V (instável) e VI (amarelo) do urânio.
O urânio tem uma grande afinidade com elementos não metálicos, como nitrogênio, carbono, enxofre e principalmente com o oxigênio, e na presença deste pode se inflamar instantâneamente formando óxidos, o mesmo efeito pode ser obtido com o plutônio que também tem a mesma afinidade com elementos não metálicos.
Esta afinidade com não metais, fez com que este se ligasse rapidamente com elementos leves, formando uma molécula com leveza ligeiramente maior que níquel e ferro, isso o salvou de ser levado ao núcleo da terra durante a atração gravitacional.
Ele possui quatro possíveis estados de valência: III, IV, V e VI. As valências IV e VI são as mais comuns em minerais.
Os ions uranila (









U

O

2


2
+










{\displaystyle {\begin{smallmatrix}\mathrm {UO_{2}^{2+}} \end{smallmatrix}}}

), dissolvem muito bem em ácidos, como por exemplo ácido nítrico e acido fluoridríco, sais de uranila quando em nitrato de uranila dissolvem. A equação para a dissolução do íon uranilo em sal de uranila em ácido nítrico é:




U

O

2


2
+


+
2
N

O

3


−


→
U

O

2


(
N

O

3



)

2





{\displaystyle \mathrm {UO_{2}^{2+}+2NO_{3}^{-}\to UO_{2}(NO_{3})_{2}} }
O urânio consegue comportar ate ligações tetravalentes, ele geralmente consegue arrancar átomos de hidrogênio de sais, soluções e minerais de metais como: mercúrio, prata, cobre, estanho, platina e ouro.Fissão[editar | editar código-fonte]
Em 1934, Enrico Fermi e os seus colaboradores observaram que o bombardeamento de urânio com nêutrons, produzia emissão de partículas beta. Esta reação só seria explicada em 1938, por Otto Hahn e Fritz Strassmann. Estes investigadores concluíram que o urânio bombardeado com nêutrons dava origem a isótopos de elementos mais leves, como o criptônio ou o bário, por fissão do seu núcleo, liberando-se uma grande quantidade de energia. Entretanto, Fermi sugeriu que a fissão produzia novos nêutrons que poderiam originar novas fissões noutros núcleos e assim tornar a reação auto-sustentada. Este fato foi comprovado por F. Joliot, Leo Szilard e H.L. Anderson, em 1939.
A primeira reação nuclear de fissão auto-sustentada foi realizada por Fermi, na Universidade de Chicago, em dezembro de 1942. Para tal, Fermi e os seus colaboradores, utilizaram 400 toneladas de grafite, seis toneladas de urânio e 58 toneladas de óxido de urânio.
O primeiro teste de uma arma nuclear baseada na fissão do plutônio foi realizado em Alamogordo, Novo México, em 16 de julho de 1945, só depois em 6 de agosto de 1945 que a primeira bomba baseada na fissão do urânio foi detonada em Hiroshima, Japão.Ocorrência[editar | editar código-fonte]
Mineração[editar | editar código-fonte]
Países produtores de urânio
A exploração do urânio começou nos Estados Unidos, no início do século XX, embora a primeira extração de urânio para fins econômicos tenha ocorrido na República Checa, no fim do século XIX, o urânio era extraído, para depois poder extrair do urânio, o elemento altamente radioativo, rádio, o rádio era então impregnado em tintas fluorescentes para ponteiros de relógios e outros instrumentos, como também para ser utilizado na medicina.
O aumento da demanda do urânio ocorreu depois da Segunda Guerra Mundial, onde os Estados Unidos compravam urânio do Congo (até então colônia da Bélgica) e do Canadá para poder aumentar o número de suas armas nucleares, as minas do Congo tinham bem mais uranio que as minas dentro do próprio território dos E.U.A.
A União Soviética explorava a largos passos as suas minas de urânio que se encontravam principalmente onde hoje é o Cazaquistão, para seu programa nuclear emergente, como as minas dos E.U.A, elas não tinham tanto urânio, mas conseguiram criar uma auto-suficiência ao suprir a demanda do país. Em muitas usinas nucleares na Europa e Rússia está ocorrendo um re-enriquecimento do urânio, no qual o urânio empobrecido será enriquecido novamente retirando mais U-235.
Países que mais extraíram urânio em 2005PaisProdução em 2005
 Canadá11 410
 Austrália9 044
 Cazaquistão4 020
 Rússia3 570
 Estados Unidos1 249
 Ucrânia920
 China920Mineração por pais em toneladas de urânio em 2009PaisProdução em 2009
 Cazaquistão13 500
 Canadá9 934
 Austrália8 022
Em 1972 foram descobertas em uma mina de urânio em Oklo, no Gabão, fortes evidências de que um reator natural de fissão operou espontaneamente no local há cerca de 2 bilhões de anos atrás.[8]Reservas Brasileiras[editar | editar código-fonte]
Principais ocorrências de urânio no Brasil
O Brasil, segundo dados oficiais das Indústrias Nucleares do Brasil, ocupa a sexta posição no ranking mundial de reservas de urânio[9] (por volta de 309.000t de




U

3



O

8




{\displaystyle U_{3}O_{8}}

). Segundo a empresa, apenas 25% do território nacional foi objeto de prospecção, e as duas principais reservas são a de Caetité (mina Lagoa Real), e a de Santa Quitéria.
Descoberta em 1976, a mina de Caetité é feita a céu aberto, numa das 33 ocorrências localizadas numa faixa com cerca de 80Â km de comprimento por 30 a 50Â km de largura. Localizada a 20Â km da sede do município, o complexo instalado produz um pó do mineral, conhecido por yellow cake. Esta reserva possui um teor médio de 3.000 ppm (partes por milhão), capaz de suprir dez reatores do porte de Angra 2 durante toda sua vida útil.Distribuição em minerais[editar | editar código-fonte]
Encontram-se vestígios de urânio em quase todas as rochas sedimentares da crosta terrestre, embora este não seja muito abundante em depósitos concentrados. O minério de urânio mais comum e importante é a uraninita, composta por uma mistura de



U

O

2




{\displaystyle UO_{2}}

com




U

3



O

8




{\displaystyle U_{3}O_{8}}

. O maior depósito do mundo de uraninita situa-se nas minas de Leopoldville no Congo, na África. Outros minerais que contêm urânio são a euxenita, a carnotita, a branerita, a torbernite e a coffinita, o urânio se encontra na porcentagem de 3Â µg por litro na água do mar.
Na crosta terrestre o urânio não passa de 0,0003% ou 3 ppm (partes por milhão) de toda a crosta.?ineralEstrutura basica do mineralporcentagem de urânio(%)
PechblendaUO2, UO3 + ThO2, CeO265-74%
CarnotitaK2 (UO2)2 (VO4)2 · 2H2O~50%
KasolitePbO2 · UO3 · SiO2 · H2O~40%
Samara(Y, Er, Ce, U, Ca, Fe, Pb, Th) · (Nb, Ta, Ti, Sn)2 O63.15-14%
Brunner(U, Ca, Fe, Y, Th)3Ti5O1540%
TyuyamunitCaO · 2UO3 · V2O5 · nH2O50-60%
TseyneritCu(UO2) 2 (AsO4)2 · nH2O50-53%
AutunitaCa(UO2)2 (PO4) 2 · nH2O~50%
ShrekingeritCa3NaUO2(CO3)3SO4(OH) · 9H2O25%
UranofanCaO·UO2 · 2SiO2 · 6H2O~57%
Fergusonite(Y, Ce)(Fe, U)(Nb, Ta)O40.2-8%
ThorbunCu(UO2)2(PO4)2 · nH2O~50%
CaixãoU(SiO4)(OH)4~50%
Dentro das águas naturais e do mar[editar | editar código-fonte]
As concentrações de urânio nas águas ?naturais? são as seguintes:A água do mar: 3,3Â µg/L[10]
O Rio Ródano : 0,56 µg/L (total anual = 29 toneladas)
O Rio Indo : 4,94 µg/L
O Ganges : 7 µg/L
O Huang He : 7,5 µg/L
Fontes de água :Água de Badoit : 58 µg/L à fonte, 5,45 µg/L após tratamento[11]
Água de Vichy : 20 µg/L
O limite estabelecido pela OMS para a presença de urânio em água potável foi fixado em 2011 em até 15Â µg/L,[12] Em seguida em 2011 a quarta edição de "Directives pour la qualité de l'eau de boisson" a fixou em à 30Â µg/l.[13]Síntese química dos fluoretos de urânio[editar | editar código-fonte]
Duas etapas são necessárias à síntese:O refinamento :
O mineral de urânio pulverizado, Yellowcake é dissolvido no ácido nítrico, formando uma solução de nitrato de uranilo UO2(NO3)2.
Eventualmente ela é filtrada.
O nitrato de uranilo puro é obtido pela extração por solvente, com uma solução de TBP.
Essa etapa permite obter um nitrato de uranilo UO2(NO3)2 de grande pureza (>99,95Â %).A conversão nela:
Precipitação do nitrato de uranila pelo amoníaco gasoso para obter diuranato de amônio (NH4)2U2O7 (DUA),
Calcinação do diuranato de amônio à 400Â °C, para produzir o UO3,
Redução do UO3, pelo hidrogênio para obter o UO2,
Hidrofluoração do UO2, pelo ácido fluorídrico HF em um forno para produzir o tetrafluoreto de urânio UF4,
Redução do UF4 com o cálcio para finalmente obter o metal puro.
Yellowcake + nitrato da uranilo
+ Diuranato
+ Dióxido de urânio
+ UF4
Aplicações[editar | editar código-fonte]
Civil e exploração espacial[editar | editar código-fonte]
Armas nucleares


Tópicos
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Reconhecidos pelo TNPEstados Unidos
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vdeAntes do advento da energia nuclear, o urânio tinha um leque de aplicações muito reduzido. Era utilizado em fotografia e nas indústrias de cabedal (fabricação de peças de couro e sola) e de madeira. Os seus compostos usavam-se como corantes e mordentes (fixadores de cor) para a seda e a lã.
No entanto, a aplicação mais importante do urânio é a energética. Com este fim, utilizam-se apenas três isótopos do elemento (U-234, U-235 e U-238), com mecanismos de reação ligeiramente diferentes, embora o mais utilizado seja o U-235. Na produção de energia nuclear há uma reação de fissão auto-sustentada, que ocorre em um reator, normalmente imerso num tanque com uma substância moderadora e refrigerante - água. A água é aquecida e vaporizada pelo reator, passando em seguida por turbinas que acionam geradores, para assim produzir energia elétrica.[14]
O U-238 quando bombardeado por um deuterio se torna Pu-238 através de uma série de decaimentos betas, emissões de nêutrons tendo vários átomos intermediários como o U-239 e Np-239.
O plutônio-238 foi sintetizado por Glenn Seaborg e colaboradores em 1941 pelo bombardeio de nucleos de urânio-238 por deuterio, produzindo Np-238 que sofre um decaimento beta negativo tendo como resultado final um átomo de Pu-238, sendo esta a primeira amostra de plutônio artificial do mundo.






1


2



D

+



Â
92


238



U

→



Â
93


240




N
p


∗


→
2
Â



0


1



n

+
(
Â



Â
93


238



N
p

→



Â
94


238



P
u

+


e


−


+




ν


e



¯



Â
)


{\displaystyle {}_{1}^{2}\mathrm {D} +{}_{\ 92}^{238}\mathrm {U} \to {}_{\ 93}^{240}\mathrm {Np} ^{*}\to 2\ {}_{0}^{1}\mathrm {n} +(\ {}_{\ 93}^{238}\mathrm {Np} \to {}_{\ 94}^{238}\mathrm {Pu} +\mathrm {e} ^{-}+{\bar {\nu _{\mathrm {e} }}}\ )}
ou em uma equação mais simples:







Â
92


238


U
Â
+

Â

1


2


D
Â
⟶

Â

Â
93


238


N
p
Â
+
Â
2

Â

0


1


n

;



Â
93


238


N
p
Â


→


2.117
Â
d




β

−






Â

Â
94


238


P
u



{\displaystyle \mathrm {^{238}_{\ 92}U\ +\ _{1}^{2}D\ \longrightarrow \ _{\ 93}^{238}Np\ +\ 2\ _{0}^{1}n\quad ;\quad _{\ 93}^{238}Np\ {\xrightarrow[{2.117\ d}]{\beta ^{-}}}\ _{\ 94}^{238}Pu} }
Estes reatores nucleares de fissão e decaimento radioativo podem ser bastante compactos, sendo utilizados na propulsão de submarinos, navios de guerra e em algumas sondas espaciais como as dos programas das sondas Cassini-Huygens, Voyager e Pioneer.
Outros usos do urânio incluem:Isótopos de urânio podem ser empregados na radioterapia, dentro da medicina nuclear, apesar de dar preferência a radioisótopos de outros elementos.
A datação de rochas ígneas, e outras formas de datação, através da quantidade de uranio-238 que estas contem, sendo que a meia-vida do U-238 é de 4,5 bilhões de anos, uma rocha que tem menos urânio que outra é mais antiga que outra com maior quantidade deste elemento.
O nitrato de urânio é usado na fotografia.
Na química o urânio é utilizado como catalisador em muitas reações químicas.
Fertilizantes a base de fosfatos tem taxas altas de urânio.
Militar[editar | editar código-fonte]
A avançada ogiva W88 utiliza urânio-235
O urânio enriquecido é utilizado como material fissil em armas nucleares, podendo tanto ser utilizado no secundário como no primário de bombas termonucleares, o urânio empobrecido por vezes é colocado nos secundários para que possa sofrer fissão por nêutrons energéticos aumentando o rendimento da arma, a primeira bomba atômica utilizado em guerra foi o Little Boy usada durante a Segunda Guerra Mundial, a outra bomba: o Fat Man utilizava plutônio-239 como o material fissil.
Por suas combinações de alta dureza, alta massa específica (17,3 gramas por centímetro cúbico) e alto ponto de fusão (1132 °C), o urânio também é utilizado na fabricação de projéteis de armas de fogo em substituição ao chumbo, cujas características são: densidade específica de 11,3 g/cm³, baixa temperatura de fusão (327Â °C) e baixa dureza (1,5 na escala de Mohs).[15] A utilização do urânio em projéteis de armas de fogo apresenta grandes vantagens técnicas em relação ao chumbo, mas expõe os soldados a um nível elevado de radiação, projeteis de uranio empobrecido foram utilizados durante as guerras do Golfo Persico e das balcãs.
O urânio-238 entra novamente como fonte de isótopos de plutônio, se o U-238 é bombardeado por um nêutron e se torna urânio-239, este sofre um decaimento beta negativo para se tornar netunio-239 (intermediário) que sofre outro decaimento beta, também negativo, para finalmente termos o Pu-239 como produto final, sendo largamente produzido dessa forma em reatores nucleares.
A seguir a equação que expressa a produção do Pu-239 a partir de U-238:







Â
92


238


U
Â
+

Â

0


1


n
Â
⟶

Â

Â
92


239


U
Â


→


23.5
Â
m
i
n




β

−






Â

Â
93


239


N
p
Â


→


2.3565
Â
d




β

−






Â

Â
94


239


P
u



{\displaystyle \mathrm {^{238}_{\ 92}U\ +\ _{0}^{1}n\ \longrightarrow \ _{\ 92}^{239}U\ {\xrightarrow[{23.5\ min}]{\beta ^{-}}}\ _{\ 93}^{239}Np\ {\xrightarrow[{2.3565\ d}]{\beta ^{-}}}\ _{\ 94}^{239}Pu} }
O Pu-239 é largamente utilizado como o material fissil para armas nucleares, sendo o preferido para se utilizar em Fossos de bombas atômicas ou de primários em bombas de hidrogênio, dentro da indústria belica.Compostos[editar | editar código-fonte]
Óxidos[editar | editar código-fonte]
O octóxido de triurânio ou yellowcake tem a cor amarelada.
O yellowcake ou octóxido de urânio é o principal óxido do urânio, seu uso remonta ao Projeto Manhattan, até os dias de hoje, onde é quebrado para gerar urânio metálico em grandes fábricas, com a formula química U3O8, no qual dois átomos de urânio apresentam nox +6 enquanto que o outro apresenta nox +4, podendo ser representado também por UO2.2UO3. O dióxido de urânio (UO2) é encontrado naturalmente em minerais de urânio como a pechblenda, carnotita, Tseynerit, Autunita, Uranofan e Thorbun, artificialmente o dióxido de urânio é obtido ao aquecer trióxido de urânio a 700 graus celsius junto a hidrogênio, fazendo um átomo de oxigênio se desprender do composto e se ligar a dois hidrogênios para formar água.
O trióxido de urânio (UO3) é outro composto do elemento encontrado de forma abundante naturalmente entra os minerais de urânio como a pechblenda, Kasolite, e Tyuyamunit.[16]
vários outros óxidos de menor importância do urânio como o pentóxido de urânio (UO5), óxido de uranio (U2O3), tetróxido de urânio (UO4) e hexóxido de urânio (UO6).[17](alguns desses compostos, como o UO6, o UO4 e o UO5 são peróxidos do elemento).Hidretos, carbonetos e nitretos[editar | editar código-fonte]
O urânio metálico se aquecido a 250-300 graus junto ao hidrogênio ira se ligar a ele formando hidreto de urânio(UH3).
Carbonetos do urânio incluem monocarbeto de urânio (UC), dicarbeto de urânio ( UC2), e tricarbeto de diurânio ( U2C3), carbonetos são obtidos aquecendo urânio puro ou monocarbeto de urânio com carbono.
Os nitretos de urânio são obtidos aquecendo o metal com nitrogênio, exemplos incluem: mononitreto de urânio (UN), dinitreto de urânio (UN2), e trinitreto de diurânio (U2N3).[18][19][20]Halogenetos[editar | editar código-fonte]
Diagrama do hexaflureto de urânio.
Todos os fluoretos de urânio são criados usando tetrafluoreto de urânio (UF4); UF4 é preparado por hidrofluoração de dióxido de urânio(UO2).A redução do UF4 com o hidrogênio a 1000Â °C produz trifluoreto de urânio (UF3). Sob as condições certas de temperatura e pressão, a reação de sólidos UF4 com gás hexafluoreto de urânio (UF6) pode formar a fluoretos intermediários como U2F9, U4F17 e UF5.
Na temperatura ambiente, UF6 tem uma elevada pressão de vapor, tornando-o útil para a difusão gasosa, processo para separar o urânio-235 do comum isótopo urânio-238. Este composto pode ser preparado a partir de dióxido de urânio e hidreto de urânio pelo processo seguinte:UO2 + 4HF ? UF4 + 2 H2O (500Â °C, endotérmico)
UF4 + F2 ? UF6 (350Â °C, endotérmico)
O resultado UF6, um sólido branco, é altamente reativo (por fluoração), facilmente sublima (emitindo um gás de vapor quase perfeito), e é o composto mais volátil do urânio conhecido.
Um método de preparação de tetracloreto de urânio (UCl4) é reagir diretamente o metal ou o hidreto UH3 com gás cloro. A redução da UCl4 por hidrogênio produz tricloreto de urânio (UCl3), enquanto que os cloretos de urânio em estados de oxidação mais elevados são preparados por reação com cloro adicional. Todos os cloretos de urânio reage com a água e o ar.
Brometos e iodetos de urânio são formados pela reação direta de, respectivamente, bromo e iodo com urânio ou adicionando UH3 para os ácidos HBr e HI. Exemplos conhecidos são: UBr3, UBr4, UI3 e UI4. Oxi-haletos de urânio são solúveis em água e incluem UO2F2, UOCl2, UO2Cl2, e UO2Br2.Toxicidade a organismos[editar | editar código-fonte]O urânio produz envenenamento de baixa intensidade (por inalação ou absorção pela pele), com efeitos colaterais, tais como: náusea, dor de cabeça, vômito, diarreia e queimaduras. Atinge o sistema linfático, sangue, ossos, rins e fígado.[21]
Seu efeito no organismo é cumulativo, o que significa que o mineral, por não ser reconhecido pelo ser vivo, não é eliminado, sendo paulatinamente depositado, sobretudo nos ossos, o mesmo ocorre com o plutônio que se deposita na medula espinhal. A exposição à radiação pode provocar o desenvolvimento de cânceres. Entre os trabalhadores das minas, são frequentes os casos de câncer de pulmão.
O uso de urânio empobrecido também é apontado como possível causa da síndrome da Guerra do Golfo, que afetou soldados americanos e britânicos que participaram da Guerra do Golfo, em 1991. Mais de dez mil veteranos tiveram doenças misteriosas como também seus primogênitos concebidos depois do serviço de seus pais na Guerra do Golfo.
Pessoas que vivem em áreas próximas às minas em que os minerais de urânio são extraidos podem ser expostos a altos níveis de radioatividade, devido à produção de um pó fino e gás radão que são transportados pelos ventos das zonas circundantes.
Pela mesma razão, sem ventilação adequada, os mineiros são expostos a um risco elevado de contrair câncer ou outras doenças pulmonares muito graves. Mesmo usando água nas minas para o processamento do minério pode tornar-se um veículo de contaminação de áreas próximas. Pesquisa realizada em 2005, do Arizona Cancer Center, a pedido da Nação Navajo, mostrou que em algumas minas de urânio, eles encontraram a capacidade mutagênica desse elemento, que é capaz de penetrar no núcleo da célula e se ligar quimicamente ao DNA, modificando-o e causando erros na produção de proteínas, e fazer as células ficarem em estado pré-cancerigenas.
O urânio não é absorvível pela pele, porém ele emite partículas alfa, beta e gama (quando crítico) que penetram na pele; o que torna o urânio, fora do corpo, muito menos perigoso do que quando inalado ou ingerido. Uma pessoa fica exposta naturalmente ao urânio, diariamente, pela inalação ou ingestão de poeiras, alimentos e água. Estima-se que a ingestão diária não passa de 0,7 a 1,1 microgramas de urânio por dia.Estudo de 2004 sobre a intoxicação e efeitos do urânio via ingestão[22]
Sistema do corpoEstudo em humanosEstudo em animaisIn vitro
RenalAltos níveis de excreção de proteínas, produção de urina e catalisa urinária.O dano aos túbulos contorcidos proximais, as células necróticas são emitidas a partir do epitélio tubular, mudanças glomerularesNão há estudos
Cérebro / CNSDiminuição das capacidades neurológicas em testes.Toxicidade aguda colinérgica; dependendo da acumulação no córtex mesencéfalo, mudanças electrofisiológicos no hipocampoNão há estudos
Mutações no DNA, causando cânceres | tipos de câncer[23][24][25][26][27][28]Mutacidade na urina e indução de tumores aumentaram.Células binucleadas /com micronúcleos, inibição da cinética do ciclo celular e uma proliferação, a indução das cromáticas irmãs, fenótipo oncogénico.
Ósseo ou muscularNão há estudosA inibição da formação óssea periodontal, e da cicatrização dos alveolosNão há estudos
ReprodutivoAlgumas deficiências constatadas em mineradoresVacuolização moderada e severa da atrofia tubular focal, de células de Leydig.Não há estudos
Pulmões / respiratórioNo há efeitos de saúde adversosGrave congestão nasal e hemorragia, lesões pulmonares e fibrosas, endemia e inflamação, às vezes câncer de pulmãoNão há estudos
GastrointestinaisVômito, diarréia, albuminúria,Não há estudosNão há estudos
FígadoNão há efeitos observados nas doses de exposiçãoNecrose na gordura do fígadoNão há estudos
PeleNão há dados disponíveis para avaliaçãoCélulas inflamadas vacuolado epidérmica, os danos para folículos pilosos e glândulas sebáceasNão há estudos
Tecidos ao redor do urânio empobrecidoConcentrações elevadas de urânio na urinaConcentrações elevadas de urânio na urina, perturbações bioquímicas e testes neuropsicológicosNão há estudos
Sistema ImunológicoFadiga crônica, erupções cutâneas, infecções de ouvido e de olho, perda de cabelo e peso. Efeitos similares podem ser obtidos com produtos químicosNão há estudosNão há estudos
OlhosNão há estudosConjuntivite, irritações da inflamação, endemia, ulceração dos sacos conjuntivosNão há estudos
SangueNão há estudosDiminuição da contagem dos glóbulos vermelhos e da concentração da hemoglobinaNão há estudos
CardiovascularMiocardite derivada da ingestão do urânio, que terminou 6 meses apos a ingestãoNão há efeitosNão há estudos
Isótopos[editar | editar código-fonte]
Por causa da grande massa do urânio, todos os seus isótopos são radioisótopos, pois o tamanho do núcleo desses átomos é grande demais para a interação nuclear forte mantê-lo unido. Isso faz com que a repulsão eletromagnética entre os prótons acabe por eventualmente destruir o átomo. O mais estável é o U-238 e o mais instável é o U-236.
Somente três isótopos são encontrados naturalmente, o 238U é o isótopo dominante representando cerca de 99.2742% de todo o urânio natural, um percentual bem maior que a de demais isótopos naturais, o U-235 ocorre em uma porcentagem bem menor, 0.7204% de todo o urânio natural, mas às vezes a massa de urânio natural consegue sustentar uma reação em cadeia criando reatores naturais, o U-234 ocorre em traços na diminuta porcentagem de 0.0054% de todo o urânio, ele produzido pelo decaimento do urânio-238.
A seguir os principais isótopos do urânio.Urânio-238, empregado largamente na produção de Pu-239 para as armas nucleares, Pu-238 para RTGs, ele também é muito utilizado como projeteis.
Urânio-235 é utilizado em armas nucleares e reatores devido a sua propriedade de virar U-236 e sofrer fissão logo em seguida se atingido por um nêutron, isótopo fissil.
Urânio-234, o urânio-234 não é utilizado nem em armas nucleares nem em reatores pois não é fissil, mas se bombardeado por um nêutron se torna U-235 ideal para ser utilizados nos exemplos ja citados, é produzido naturalmnete por uma série de decaimentos iniciados com o decaimento do U-238, veja a equação:






Â
92


238


U
Â


→


4
,
468
Â
M
r
d
.
Â
a



α




Â

Â
90


234


T
h
Â


→


24
,
10
Â
d




β

−






Â

Â
91


234


P
a
Â


→


70
,
2
Â
s




β

−






Â

Â
92


234


U



{\displaystyle \mathrm {^{238}_{\ 92}U\ {\xrightarrow[{4,468\ Mrd.\ a}]{\alpha }}\ _{\ 90}^{234}Th\ {\xrightarrow[{24,10\ d}]{\beta ^{-}}}\ _{\ 91}^{234}Pa\ {\xrightarrow[{70,2\ s}]{\beta ^{-}}}\ _{\ 92}^{234}U} }
Urânio-233, por ser físsil como o urânio-235 ele também pode ser empregado como material físsil em armas nucleares, além disso, a fissão de um átomo de U-233 rende mais que a do U-235. Nos reatores nucleares ele é produzido quando o tório-232 absorve um nêutron e torna-se tório-233, este que tem uma meia-vida de apenas 22 minutos. O Tório-233 decai em Protactínio-233 por decaimento beta. o Protactínio-233 tem uma meia-vida de 27 dias e decai em urânio-233.






Â
90


232


T
h
Â
+

Â

0


1


n
Â
⟶

Â

Â
90


233


T
h
Â


→


22
,
3
Â
m
i
n




β

−






Â

Â
91


233


P
a
Â


→


26
,
97
Â
d




β

−






Â

Â
92


233


U



{\displaystyle \mathrm {^{232}_{\ 90}Th\ +\ _{0}^{1}n\ \longrightarrow \ _{\ 90}^{233}Th\ {\xrightarrow[{22,3\ min}]{\beta ^{-}}}\ _{\ 91}^{233}Pa\ {\xrightarrow[{26,97\ d}]{\beta ^{-}}}\ _{\ 92}^{233}U} }
Urânio-232, como o U-233 e U-235 também é físsil, e portanto pode ser utilizado em armas nucleares e reatores, mas pela dificuldade em sua obtenção, atualmente só é usado para o propósito de pesquisa de radionuclideos.
Nenhum isótopo do urânio é estável.Decaimento[editar | editar código-fonte]
O tempo de decaimento e forma de decaimento depende de isótopo para isótopo, isótopos comuns como urânio-238 e urânio-235, decaem através de uma emissão alfa, outros isótopos como U-232 e U-234 decaem através de captura eletrônica
A seguir, uma tabela com o modo de decaimento e meia vida dos isótopos e isômeros de urânio já encontrados até agora.nuclídeonomehistóricoZ(p)N(n)Â massa isotópica(u)Â meia-vidamodo(s) de decaimento[29][n 1]isótopo(s)filho(s)[n 2]spinnuclearrepresentantede composiçãoisotópica (fração molar)quantidade encontradaem meio natural (porcentagem)
energia (quando isômero apenas)
217U92125217.02437(9)26(14) ms[16(+21-6) ms]1/2-#
218U92126218.02354(3)6(5) ms?214Th0+
219U92127219.02492(6)55(25) ms[42(+34-13) ms]?215Th9/2+#
220U92128220.02472(22)#60# ns?216Th0+
?+ (raro)220Pa
221U92129221.02640(11)#700# ns?217Th9/2+#
?+ (raro)221Pa
222U92130222.02609(11)#1.4(7) us[1.0(+10-4) us]?218Th0+
?+ (10?6%)222Pa
223U92131223.02774(8)21(8) us[18(+10-5) us]?219Th7/2+#
224U92132224.027605(27)940(270) us?220Th0+
225U92133225.02939#61(4) ms?221Th(5/2+)#
226U92134226.029339(14)269(6) ms?222Th0+
227U92135227.031156(18)1.1(1) min?223Th(3/2+)
?+ (.001%)227Pa
228U92136228.031374(16)9.1(2) min? (95%)224Th0+
CE (5%)228Pa
229U92137229.033506(6)58(3) min?+ (80%)229Pa(3/2+)
? (20%)225Th
230U92138230.033940(5)20.8 d?226Th0+
FE (1.4×10?10%)(vários)
?+?+ (raro)230Th
231U92139231.036294(3)4.2(1) dCE231Pa(5/2)(+#)
? (.004%)227Th
232U92140232.0371562(24)68.9(4) y?228Th0+
DC (8.9×10?10%)208Pb24Ne
DC (5×10?12%)204Hg28Mg
FE (10?12%)(vários)
233U92141233.0396352(29)1.592(2)×105 y?229Th5/2+
FE (6×10?9%)(vários)
DC (7.2×10?11%)209Pb24Ne
DC (1.3×10?13%)205Hg28Mg
234U[n 3][n 4]Urânio II92142234.0409521(20)2.455(6)×105 y?230Th0+[0.000054(5)][n 5]0.0050-0.0059%
FE (1.73×10?9%)(vários)
DC (1.4×10?11%)206Hg28Mg
DC (9×10?12%)184Hf26Ne24Ne
234mU1421.32(10) keV33.5(20) ms6-
235U[n 6][n 7][n 8]Urânio actíneoActino-Urânio92143235.0439299(20)7.04(1)×108 y?231Th7/2-[0.007204(6)]0.7198-0.7207%
FE (7×10?9%)(vários)
DC (8×10?10%)186Hf25Ne24Ne
235mU0.0765(4) keV~26 minTI235U1/2+
236U92144236.045568(2)2.342(3)×107 y?232Th0+
FE (9.6×10?8%)(vários)
236m1U1052.89(19) keV100(4) ns(4)-
236m2U2750(10) keV120(2) ns(0+)
237U92145237.0487302(20)6.75(1) d?-237Np1/2+
238U[n 4][n 6][n 7]Urânio I92146238.0507882(20)4.468(3)×109 y?234Th0+[0.992742(10)]99.2739-99.2752%
FE (5.45×10?5%)(vários)
?-?- (2.19×10?10%)238Pu
238mU2557.9(5) keV280(6) ns0+
239U92147239.0542933(21)23.45(2) min?-239Np5/2+
239m1U20(20)# keV>250 ns(5/2+)
239m2U133.7990(10) keV780(40) ns1/2+
240U92148240.056592(6)14.1(1) h?-240Np0+
? (10?10%)236Th
241U92149241.06033(32)#5# min?-241Np7/2+#
242U92150242.06293(22)#16.8(5) min?-242Np0+
? Abreviações:DC: Decaimento ClusterCE: Captura neutrônicaTI: transição isômera(Isomeria nuclear)FE: Fissão espontânea? Em negrito e itálico estão isótopos quase estáveis(meia-vida maior que a idade do universo)? Usedo na datação tório-urânio? a b Usado na datação urânio-urânio? Produto de decaimento intermediário do 238U? a b radionuclídeo Primordial? a b Usado na Datação urânio-chumbo? Importante em reatores nucleares
Familia de decaimento do urânio-238[editar | editar código-fonte]
O urânio-238 forma uma das três únicas famílias de decaimento natural juntamente com o torio e actínio.
A família começa quando o urânio-238 atinge sua meia vida e sofre um decaimento alfa, este torna-se tório-234, o tório-234 tem uma meia vida de apenas 24,6 dias e então sofre um decaimento beta se tornando protactínio-234, este tem a meia vida de 1,4 minutos, apos este período sofre outro decaimento beta se tornando Pa-234m, este decai em Pa-234, e este em U-234, com uma meia vida de 270 000 anos permanece um bom tempo na natureza a ponto de ter alguns traços deste em meio a o urânio natural, sofrendo uma emissão alfa, ele se torna tório-230(MV: 83 000 anos), que decai para rádio-226(MV: 1 600 anos) e este para radônio-222(MV:3,8 dias), polônio-218, astato-218, radônio-218, chumbo-214, bismuto-214, polônio-214, tálio-210, polônio-210 (MV: 140 dias), tálio-206 e finalmente em chumbo-206, que é produto final da extensa família de decaimento natural do urânio, encerrando o processo que dura bilhões de anos.[30][31]
NuclídeoModo de decaimentoMeia-vidaMeVProduto do decaimento
238U?4,5 bilhões a4.270Torio-234
tório-234?-24.6 d0.273Protactinio-234m
Protactinio-234m?- 99.84Â % 1.4 min2.271 0.074Urânio-234 Protactinio-234
Protactínio-234?-6.70 h2.197Urânio-234
Urânio-234?245500 a4.859230Th
Tório-230?75380 a4.770226Ra
Radio-226?1602 a4.871222Rn
Radônio-222?3.8235 d5.590218Po
Polônio-218? 99.98Â % ?- 0.02Â %3.10 min6.115 0.265214Pb 218At
Astato-218? 99.90Â % ?- 0.10Â %1.5 s6.874 2.883214Bi 218Rn
Radônio-218?35 ms7.263214Pb
Chumbo-214?-26.8 min1.024214Bi
Bismuto-214?- 99.98Â % ? 0.02Â %19.9 min3.272 5.617214Po 210Tl
Polonio-214?0.1643 ms7.883210Pb
Tálio-210?-1.30 min5.484210Pb
Chumbo-210?-22.3 a0.064210Bi
Bismuto-210?- 99.99987% ? 0.00013%5.013 d1.426 5.982210Po 206Tl
Polônio-210?138.376 d5.407206Pb
Tálio-206?-4.199 min1.533206Pb
Chumbo-206?estável??Nota: não considere Pa-234m e Pa-234 o mesmo isotopo, pois como é indicado o Pa-234m esta em um meta-estado, sendo portanto mais instável e diferente do Pa-234.
Enriquecimento[editar | editar código-fonte]
Ver artigo principal: Urânio enriquecido
Urânio enriquecido é o urânio cujo teor de 235U (urânio-235) foi aumentado, através de um processo de separação de isótopos. O urânio encontrado na natureza, sob a forma de dióxido de urânio (UO2), contém 99,284% do isótopo 238UÂ ; apenas 0,711% do seu peso é representado pelo isótopo 235U. Porém o 235U é o único isótopo existente físsil na natureza em proporções significativas.[32]
Para provocar uma reação de fissão nuclear nos reatores de água pressurizada, é preciso dispor de um urânio que contenha entre 3% e 5% do isótopo 235 e em armas nucleares pelo menos 80% de enriquecimento, o aconselhável para armas nucleares porem é 90%. Ambos os isótopos, 235U e 238U, têm as mesmas propriedades químicas. A única diferença física entre eles são os três nêutrons que explicam uma pequena diferença de massa atômica.
Existem variadas formas de enriquecimento: Calutron no Laboratório de Oak Ridge, provavelmente enriqueceu o urânio usado no Little Boy.
Separação electromagnética
O equipamento técnico para a separação eletromagnética é chamado Calutron e é na verdade uma versão ampliada do espectrômetro de massa. Ele separa os ions carregados eletricamente utilizando de um extenso campo magnético. O produto proporciona excelente capacidade de separação, mas sua eficácia prática é muito baixa. Ele é capaz de trabalhar apenas com baixas concentrações de íons muito divididos, que é ainda uma parcela considerável está perdido dentro de um bloco de divisão. Resultado, o consumo de energia necessária para produzir uma unidade quantidade de urânio enriquecido, maior do que a separação técnicas menos eficientes, mas mostram uma redução dos custos de energia.Difusão
Diferentes coeficientes de difusão de gases são freqüentemente usados para separar moléculas com diferentes massas de forma significativa. No caso de separação de compostos gasosos, como a diferença de massa entre U-238 e U-235 é de apenas três neutro, a diferença de massa entre as duas moléculas é também muito pequena e para obter um alto grau de separação é necessário repetir este procedimento por milhares de vezes. Utilizar o dispositivo inclui uma cascata de centenas de graus de separação, onde em cada uma delas dividida pelo gás através de uma barreira porosa, o que atrasa a moléculas mais leves e mais pesados de avançar nas cascatas um pouco mais rápido. Esta técnica foi utilizada para a preparação de material físsil para produzir urânio para bombas atômicas em primeiro lugar nos EUA. Da mesma forma, você também pode usar a diferença de coeficientes de difusão de moléculas dissolvidas no líquido. Aplicam-se aqui uma dependência similar como a difusão de gases e um grande problema econômico para a separação de urânio no presente caso é extremamente intensiva de energia, porque a tecnologia foi projetado para ser operado a temperaturas relativamente elevadas, nesta forma de separação o hexaflureto de uranio (UF6) é utilizado.A separação centrífuga
A centrífuga de alta velocidade é capaz dividir a massa de moléculas baseadas em diferenças de momento angular de partículas em movimento. Este sistema funciona de forma bastante eficiente, mesmo para partículas relativamente grandes, com apenas ligeiras diferenças entre os materiais e sua eficácia depende principalmente da velocidade de rotação da centrífuga.
Para separar isótopos de urânio, o sistema se desenvolveu nos anos 70 do século XX e é hoje uma importante fonte industrial de urânio enriquecido. Antes as máquinas geralmente usavam lâminas de aço, atingindo velocidades de cerca de 330Â m/s (quase a velocidade do som), atualmente utiliza-se materiais de fibra de carbono chegando a 600Â m/s (velocidade supersônica), a possibilidade teórica de usar as propriedades de Kevlar fornece o contexto para chegar a 1100Â m/s (aproximadamente 3 500 quilômetros por hora).
Para a produção de material físsil de qualidade ainda é necessário o uso de centrífugas de cascata com processos repetidos várias centenas de milhares de vezes, mas a energia necessária ao processo é significativamente menor do que a separação de difusão dos isótopos.Laser ionizante
Princípio deste método reside no fato de que um laser de radiação muito afinado pode excitar átomos gasosos de apenas um isótopo do elemento, no caso seria o U-235, enquanto os demais isótopos permaneceriam no estado fundamental. o isótopo excitados pode então ser separado eletromagneticamente, ou pela reação com uma substância química.
Esta teoria é uma técnica promissora atualmente sendo testado apenas em escala de laboratório e nunca foi utilizada para a separação efectiva de isótopos de urânio no meio macroscopico. O problema básico é o fato de que tanto as diferenças de energia necessária para excitar dois isótopos de um elemento similar são muito pequenas e é tecnicamente difícil de ajustar o laser em tal estado que só excite o isotopo selecionada de preferência. Resumidamente, o método é conhecido como AVLIS (laser de vapor atómico separação de isótopos).Preço[editar | editar código-fonte]
Preço mensal da libra do urânio em US$.[33]
O preço do urânio abaixou nos anos 1980 e 1990 por várias razões:As políticas de economia de energia permitiram limitar o consumo de eletricidade
Novos depósitos de urânio economicamente exploráveis foram descobertos.
Os estoques de urânio militar constituídos durante o contexto da Guerra Fria form convertidos em estoques civis e usados nos reatores nucleares devido a diminuição das tensões entre os soviéticos e estadounidenses.
O preço do urânio alcançou um mínimo em janeiro de 2001 á US$ 6,40 por libra de U U3O8.[34]
Desde então o preço progressivamente aumentou até atingir um pico em julho de 2007 de US$ 135. Esse pico se explica pela diminuição dos estoques, o pequeno aumento da produção, e eventos como a inundação da mina de Cigar Lake no Canadá e o incêndio da mina Olympic Dam na Austrália.[35]
O urânio então desceu para US$ 46,50 em agosto de 2010. Em janeiro de 2011, o seu preço situava-se em US$ 63. É prevista uma tendência ao seu preço aumentar novamente em razão do esgotamento dos estoques militares previsto para 2015.[36]
O preço de revenda do KWh é muito sensível ao preço do urânio. É certo que o custo do ciclo do combustível representa cerca de 20Â % do preço de retorno do KWh, mas o esse ciclo compreende todas as transformações físicas e químicas que o urânio natural sofre para transformar-se em urânio utilizável como combustível. Em consequência, o preço do mineral de urânio não passa de 7Â % do custo total do KWh.[37] Contudo, os estudos econômicos mostram que
o preço do urânio começa a ter um efeito significativo sobre o custo do KWh da eletricidade nuclear a partir de 50 ou 100 ? por libra de U3O8.[38]Ver também[editar | editar código-fonte]
O Commons possui uma categoria contendo imagens e outros ficheiros sobre UrânioEnriquecimento de urânio
Referências? «Health Concerns about Military Use of Depleted Uranium» (PDF). Consultado em 14 de novembro de 2010. Arquivado do original (PDF) em 19 de abril de 2011 ? «WWW Table of Radioactive Isotopes». Consultado em 15 de abril de 2007. Arquivado do original em 27 de abril de 2007 ? «Cópia arquivada». Consultado em 9 de agosto de 2011. Arquivado do original em 7 de outubro de 2014 ? MESHIK, A.P (26 de janeiro de 2009). «The Workings of an Ancient Nuclear Reactor» (em inglês). Scientific American. Consultado em 24 de setembro de 2015 ? «Uranium». Los Alamos National Laboratory. Consultado em 14 de janeiro de 2007 ? Klaproth, M. H. (1789). «Chemische Untersuchung des Uranits, einer neuentdeckten metallischen Substanz». Chemische Annalen. 2: 387?403 ? (em inglês)Péligot, E.-M. (1842). «Recherches Sur L'Uranium». Annales de chimie et de physique. 5 (5): 5?47 ? LOSS, Robert. «The Oklo Fossil Fission Reactors» (em inglês). Curtin University. Consultado em 12 de setembro de 2010. Arquivado do original em 2 de março de 2011 ? BOROS, Talita. «Apesar de alto potencial, Brasil nega intenção de exportar urânio». Consultado em 19 de fevereiro de 2010 ? [http://web.archive.org/web/*/http://www.uris-lr.org/main0.html_data/Tricastin.html [ligação inativa]]? «Retour d'expérience des interventions de l'IRSN ? Présentation de quelques cas (chaufferie, industrie métallurgique, industrie du verre, eaux minérales)» (PDF) (em francês). Consultado em 6 de março de 2012. Arquivado do original (PDF) em 27 de novembro de 2008 par P Doremus et J.P. Pierre (IRSN) (PDF - 279.1 ko)? (em inglês) Directives pour la qualité de l'eau de boisson, troisième édition? (em inglês) Directives pour la qualité de l'eau de boisson, quatrième édition? «Uranium resources: plenty to sustain growth of nuclear power». Consultado em 17 de janeiro de 2010. Arquivado do original em 16 de dezembro de 2007 ? Emsley, Nature's Building Blocks (2001), page 479? Seaborg 1968, p. 779.? «Chemical Forms of Uranium». Argonne National Laboratory. Consultado em 18 de fevereiro de 2007. Arquivado do original em 22 de setembro de 2006 ? Puigdomenech, Ignasi Hydra/Medusa Chemical Equilibrium Database and Plotting Software (2004) KTH Royal Institute of Technology, freely downloadable software at [1] Arquivado em 29 de setembro de 2007, no Wayback Machine.? Two crystal modifications of uranium hydride exist: an ? form that is obtained at low temperatures and a ? form that is created when the formation temperature is above 250;°C. ? Seaborg 1968, p. 782.? Sawicki, M; Lecerclé, D; Grillon, G; Le Gall, B; Sérandour, AL; Poncy, JL; Bailly, T; Burgada, R; Lecouvey, M (2008). «Bisphosphonate sequestering agents. Synthesis and preliminary evaluation for in vitro and in vivo uranium(VI) chelation.». European journal of medicinal chemistry. 43 (12): 2768?77. PMID 18313802. doi:10.1016/j.ejmech.2008.01.018 ? Craft, E. S.; Abu-Qare, A. W.; Flaherty, M. M.; Garofolo, M. C.; Rincavage, H. L. and Abou-Donia, M. B. (2004). «Depleted and natural uranium: chemistry and toxicological effects». Journal of Toxicology and Environmental Health Part B: Critical Reviews. 7 (4): 297?317. PMID 15205046. doi:10.1080/10937400490452714 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)? The History of Uranium Mining and the Navajo People? «Lung Cancer in a Nonsmoking Underground Uranium Miner». Consultado em 18 de janeiro de 2009. Arquivado do original em 18 de janeiro de 2009 ? Uranium mining and lung cancer in Navajo men? Navajo Uranium Workers and the Effects of Occupational Illnesses: A Case Study[ligação inativa]? Uranium Mining and Lung Cancer Among Navajo Men in New Mexico and Arizona, 1969 to 1993? Lung cancer among Navajo uranium miners.[ligação inativa]? http://www.nucleonica.net/unc.aspx? http://www.cnen.gov.br/ensino/apostilas/radio.pdf? «Cópia arquivada». Consultado em 26 de abril de 2011. Arquivado do original em 29 de maio de 2011 ? Thomas B. Cochran. Natural Resources Defense Council. (12 de junho de 1997). «Safeguarding Nuclear Weapon-Usable Materials in Rússia» (PDF). Proceedings of International Forum Illegal Nuclear Traffic: Risks, Safeguards and Countermeasures. Consultado em 21 de dezembro de 2008. Arquivado do original (PDF) em 5 de julho de 2013 ? «NUEXCO Exchange Value (Monthly Uranium Spot)». Consultado em 30 de junho de 2010. Arquivado do original em 12 de dezembro de 2007 ? Impact des cours de l'uranium sur les prix de l'électricité[ligação inativa]? L'impact des cours de l'uranium sur les prix de l'électricité[ligação inativa]? «Production et consommation d'uranium dans le monde». www.natura-sciences.com. Consultado em 23 de março de 2012 ? «Prix internationaux du pétrole, du gaz naturel, de l'uranium et du charbon, 17 février 2009» (PDF). Consultado em 1 de janeiro de 2015. Arquivado do original (PDF) em 24 de setembro de 2015 ? Prix de l'uranium et coût de l'électricité nucléaire
Bibliografia[editar | editar código-fonte]
Seaborg, Glenn T. (1968). «Uranium». The Encyclopedia of the Chemical Elements. Skokie, Illinois: Reinhold Book Corporation. pp. 773?786. LCCCN 68-29938Â
vdeTabela periódicaLista de elementos químicos123456789101112131415161718
1HHe
2LiBeBCNOFNe
3NaMgAlSiPSClAr
4KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
5RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
6CsBaLaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn
7FrRaAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLrRfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOgMetais alcalinosMetais alcalinos-terrososLantanídeosActinídeosMetais detransiçãoMetaispós-transiçãoSemimetaisNão-metaispoliatômicosDiatômicos não metaisGases nobresPropriedadesquímicasdesconhecidas
vdeProjeto ManhattanLinha do tempoLocais
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