Oxidul de uraniu este o formă de uraniu elementar, un mineral radioactiv găsit în natură. Apare ca un oxid ca urmare a expunerii mineralului la oxigen, adesea în aer, dar uneori ca rezultat al manipulării chimice într-un laborator. În forma sa de oxid, este o pulbere aspră cu o structură cristalină și este adesea neagră, gri sau maro-gălbui; mult depind de natura solului în care a fost extras și de alți factori de mediu. Este uneori numit și uraninit și este considerat oficial un „minereu” de uraniu elementar. Este sursa principală pentru extracția comercială a uraniului, care are o serie de utilizări ca combustibil și, de asemenea, ca exploziv. De obicei, este extras din depozite de filoane hidrotermale și roci sedimentare, cum ar fi gresie, și poate fi, de asemenea, recuperat ca produs secundar al exploatării aurului și argintului.
Proprietăți de bază
Uraniul este un element chimic metalic care este slab radioactiv și are cea mai mare greutate atomică dintre toate elementele naturale. Este cu aproximativ 70% mai dens decât plumbul, dar are o densitate mai mică în comparație cu aurul. Uraniul are o gamă largă de aplicații atât militare, cât și civile, în special în tehnologia nucleară, datorită capacității sale de a produce o reacție nucleară susținută în lanț.
Prelucrare și oxidare
Prima etapă de prelucrare presupune măcinarea minereului de uraniu și adăugarea apei, până când acesta ajunge la consistența noroiului. Sulfatul feric este folosit pentru a oxida minereul de uraniu, care este dizolvat în acid sulfuric. Acest lichid bogat în uraniu este separat și pus în contact cu margele speciale de rășină care absorb ionii de uraniu. Se folosește o spălare acidă pentru a îndepărta elementul din margele, creând o soluție foarte concentrată.
Un solvent organic este combinat cu soluția de uraniu, care este apoi amestecată cu sulfat de amoniu. Acest lucru duce la precipitarea unei substanțe cunoscute sub numele de diuranat de amoniu, în esență un amestec de soluție de oxid și amoniac. Diuranatul de amoniu este apoi îngroșat și îndepărtat din soluție folosind filtre rotative sub formă de pastă galbenă. Această pastă este apoi prăjită pentru a îndepărta orice urmă de amoniac, lăsând în urmă oxid de uraniu.
Producția de combustibil îmbogățit
Compusul poate fi procesat în continuare în combustibil îmbogățit, care este sigilat în barele metalice de combustibil care sunt montate în reactoarele nucleare pentru a produce căldura și aburul necesar pentru a genera electricitate. Un produs secundar al acestui proces de îmbogățire este oxidul de uraniu sărăcit, care nu mai este radioactiv. Datorita densitatii sale mari, odata epuizat poate fi folosit in aplicatii in care mase mari trebuie sa se incadreze in spatii mici, precum contragreutati pentru elicoptere si chile de iaht, si este folosit si in constructia ecranelor de radiatii, fiind mult mai eficient decat plumbul. Oxizii epuizați pot fi utilizați și ca coloranți în industria sticlei și a ceramicii.
Proprietăți explozive
Oxidul de uraniu brut este foarte exploziv, precum și radioactiv, ceea ce l-a făcut în mod tradițional util ca componentă în anumite bombe și alte dispozitive detonative. Nu este întotdeauna stabil și, de obicei, trebuie avută mare grijă în manipulare, ceea ce o poate face o opțiune mai puțin atractivă decât alternativele, dintre care multe sunt mai ușor disponibile astăzi. În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, trupele naziste au fost pretinse că au stocat compusul, aparent pentru a fi folosit în bombe atomice și, de asemenea, se crede că au transportat cantități mari de pulbere aliaților lor în acest timp.
Radiații și riscuri pentru sănătate
Expunerea extinsă la orice material radioactiv prezintă anumite riscuri pentru sănătate, iar uraniul și minereurile sale nu fac excepție. Respirarea particulelor de praf și consumul de alimente care au intrat în contact cu oxidul pot cauza o serie de probleme, dintre care cele mai imediate sunt dificultăți de respirație, inclusiv colapsul pulmonar și insuficiența de organ. Oamenii de știință și cercetătorii care lucrează în mod regulat cu substanța sunt de obicei încurajați să poarte îmbrăcăminte și echipament de protecție pentru a evita contactul prelungit cu undele radioactive pe care le emite substanța chimică. Efectele secundare ale expunerii nu sunt de obicei imediate, dar pot include dezvoltarea unor probleme de sănătate avansate, inclusiv diferite tipuri de cancer.