Το οξείδιο του ουρανίου είναι μια μορφή στοιχειακού ουρανίου, ενός ραδιενεργού ορυκτού που βρίσκεται στη φύση. Εμφανίζεται ως οξείδιο ως αποτέλεσμα της έκθεσης του ορυκτού στο οξυγόνο, συχνά στον αέρα αλλά μερικές φορές ως αποτέλεσμα χημικής επεξεργασίας σε εργαστήριο. Στη μορφή οξειδίου του είναι μια ακατέργαστη σκόνη με κρυσταλλική δομή και είναι συχνά μαύρο, γκρι ή κιτρινωπό-καφέ. Πολλά εξαρτώνται από τη φύση του εδάφους όπου εξορύχθηκε και άλλους περιβαλλοντικούς παράγοντες. Μερικές φορές ονομάζεται επίσης ουρανίτης και θεωρείται επίσημα “μετάλλευμα” στοιχειακού ουρανίου. Είναι η κύρια πηγή για την εμπορική εξόρυξη ουρανίου, το οποίο έχει πολλές χρήσεις ως καύσιμο και επίσης ως εκρηκτικό. Συνήθως εξορύσσεται από υδροθερμικές φλέβες και ιζηματογενή πετρώματα, όπως ψαμμίτη, και μπορεί επίσης να ανακτηθεί ως υποπροϊόν της εξόρυξης χρυσού και αργύρου.
Βασικές Ιδιότητες
Το ουράνιο είναι ένα μεταλλικό χημικό στοιχείο που είναι ασθενώς ραδιενεργό και έχει το υψηλότερο ατομικό βάρος από όλα τα φυσικά στοιχεία. Είναι περίπου 70% πιο πυκνό από τον μόλυβδο, αλλά έχει μικρότερη πυκνότητα σε σύγκριση με τον χρυσό. Το ουράνιο έχει ένα ευρύ φάσμα στρατιωτικών και μη στρατιωτικών εφαρμογών, κυρίως στην πυρηνική τεχνολογία λόγω της ικανότητάς του να παράγει μια παρατεταμένη πυρηνική αλυσιδωτή αντίδραση.
Επεξεργασία και Οξείδωση
Το πρώτο στάδιο της επεξεργασίας περιλαμβάνει την άλεση του μεταλλεύματος ουρανίου και την προσθήκη νερού, μέχρι να φτάσει στη συνοχή της λάσπης. Ο θειικός σίδηρος χρησιμοποιείται για την οξείδωση του μεταλλεύματος ουρανίου, το οποίο διαλύεται σε θειικό οξύ. Αυτό το πλούσιο σε ουράνιο υγρό διαχωρίζεται και έρχεται σε επαφή με ειδικά σφαιρίδια ρητίνης που απορροφούν τα ιόντα ουρανίου. Χρησιμοποιείται πλύση με οξύ για την αφαίρεση του στοιχείου από τα σφαιρίδια, δημιουργώντας ένα διάλυμα που είναι πολύ συμπυκνωμένο.
Ένας οργανικός διαλύτης συνδυάζεται με το διάλυμα ουρανίου, το οποίο στη συνέχεια αναμιγνύεται με θειικό αμμώνιο. Αυτό οδηγεί στην καθίζηση μιας ουσίας γνωστής ως διουρανικό αμμώνιο, στην ουσία ένα μείγμα διαλύματος οξειδίου και αμμωνίας. Το διουρανικό αμμώνιο στη συνέχεια παχύνεται και απομακρύνεται από το διάλυμα χρησιμοποιώντας περιστρεφόμενα φίλτρα ως κίτρινη πάστα. Αυτή η πάστα στη συνέχεια ψήνεται για να αφαιρεθούν τυχόν ίχνη αμμωνίας, αφήνοντας πίσω το οξείδιο του ουρανίου.
Εμπλουτισμένη Παραγωγή Καυσίμων
Η ένωση μπορεί να υποστεί περαιτέρω επεξεργασία σε εμπλουτισμένο καύσιμο, το οποίο σφραγίζεται στις μεταλλικές ράβδους καυσίμου που τοποθετούνται σε πυρηνικούς αντιδραστήρες για την παραγωγή της θερμότητας και του ατμού που απαιτούνται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Ένα υποπροϊόν αυτής της διαδικασίας εμπλουτισμού είναι το οξείδιο του απεμπλουτισμένου ουρανίου, το οποίο δεν είναι πλέον ραδιενεργό. Λόγω της υψηλής πυκνότητάς του, όταν εξαντληθεί, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές όπου μεγάλες μάζες πρέπει να χωρέσουν σε μικρούς χώρους, όπως αντίβαρα ελικοπτέρων και καρίνες γιοτ, και χρησιμοποιείται επίσης στην κατασκευή θωράκισης ακτινοβολίας, όντας πολύ πιο αποτελεσματικός από τον μόλυβδο. Τα εξαντλημένα οξείδια μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως χρωστικές στη βιομηχανία γυαλιού και κεραμικής.
Εκρηκτικές Ιδιότητες
Το ακατέργαστο οξείδιο του ουρανίου είναι εξαιρετικά εκρηκτικό καθώς και ραδιενεργό, γεγονός που το καθιστά παραδοσιακά χρήσιμο ως συστατικό σε ορισμένες βόμβες και άλλες εκρηκτικές συσκευές. Δεν είναι πάντα σταθερό και συνήθως πρέπει να δίνεται μεγάλη προσοχή στον χειρισμό του, γεγονός που μπορεί να το κάνει λιγότερο ελκυστική επιλογή από εναλλακτικές, πολλές από τις οποίες είναι πιο άμεσα διαθέσιμες σήμερα. Κατά τη διάρκεια του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου, τα ναζιστικά στρατεύματα φέρεται να είχαν αποθηκεύσει την ένωση, προφανώς για χρήση σε ατομικές βόμβες, και πιστεύεται επίσης ότι είχαν στείλει τεράστιες ποσότητες σκόνης στους συμμάχους τους κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου.
Κίνδυνοι ακτινοβολίας και υγείας
Η εκτεταμένη έκθεση σε οποιοδήποτε ραδιενεργό υλικό ενέχει ορισμένους κινδύνους για την υγεία και το ουράνιο και τα μεταλλεύματά του δεν αποτελούν εξαίρεση. Η αναπνοή σωματιδίων σκόνης και η κατανάλωση τροφής που έχει έρθει σε επαφή με το οξείδιο μπορεί να προκαλέσει μια σειρά προβλημάτων, τα πιο άμεσα από τα οποία είναι οι αναπνευστικές δυσκολίες, συμπεριλαμβανομένης της κατάρρευσης των πνευμόνων και της ανεπάρκειας οργάνων. Οι επιστήμονες και οι ερευνητές που εργάζονται τακτικά με την ουσία συνήθως ενθαρρύνονται επίσης να φορούν προστατευτικό ρουχισμό και εξοπλισμό για να αποφύγουν την παρατεταμένη επαφή με τα ραδιενεργά κύματα που εκπέμπει η χημική ουσία. Οι παρενέργειες της έκθεσης δεν είναι συνήθως άμεσες, αλλά μπορεί να περιλαμβάνουν την ανάπτυξη προχωρημένων προβλημάτων υγείας, συμπεριλαμβανομένων διαφόρων καρκίνων.