Referaat: Uraan (0)

Sisukord

• Füüsikalised omadused

• Ajalugu
  
• Rakendused ja saamine
  
• Katsetused uraaniga
  
• Kasutatud allikad
  

Füüsikalised omadused
Uraani aatomkaal on 238,0289g/mol. Aatomi energiatasemetel on elektrone alates sisemisest 2, 8, 18, 32, 21, 9, 2. Välimuselt on uraan hõbevalge metall . Uraan kuulub aktinoidide rühma.
Uraani isotoobid on järgmiste massiarvudega:

• 232 poolusteaeg 68,9 aastat
  
• 233 poolestusaeg 159 200 aastat
  
• 234 ehk uraan II, poolestusaeg 245 500 aastat, 0,006%
  
• 235 ehk aktinouraan, AcU, poolestusaeg 703,8 miljonit aastat, 0,72%
  
• 236 poolestusaeg 23,42 miljonit aastat
  
• 238 ehk uraan I, poolestusaeg 4,468 miljardit aastat, 99,275%.
  

Loodusliku uraani tihedus normaaltingimustel on 19,05 g/cm3. Mitteloodusliku isotoopkoostisega uraanil on tavaliselt teistsugune tihedus. Uraani sulamistemperatuur on 1132 ja keemistemperatuur 1797 Celsiuse kraadi
Kõik uraani isotoobid on radioaktiivsed. Uraan-235 aatomi tuum lõhustub, kui seda tabab aeglane neutron. Sealjuures eraldub uusi neutroneid, mis võib tekitada ahelreaktsiooni. Ta on ainus looduses olulises koguses leiduv isotoop, millel on see omadus; sellel põhineb ka tema kasutamine. Uraanist algab radioaktiivse lagunemise rida uraani rida.
Ajalugu
Uraani avastas 1789 saksa keemik Martin Heinrich Klaproth ja nimetas selle 1781 avastatud planeedi Uraani järgi. Planeet omakorda oli nimetatud jumalate isa Uranose järgiantiikmütoloogiast.
Metallilisena eraldas uraani 1841 Eugene Melchior Peligot.
1896 avastas Henri Becquerel uraanisoolade abil radioaktiivsuse .
Kuni 1940. aastani, mil avastati neptuunium ja plutoonium , oli uraan suurima massiarvuga teadaolev element.
Kui avastati, et radioaktiivsel lagunemisel eraldub palju energiat, hakati välja töötama tuumarelva. 6. augustil 1945 heitis USA tuumapommi Hiroshimale Jaapanis . 60 kilogrammi uraan-235 plahvatusel hukkus 80 tuhat inimest kohe ja 60 tuhat sama aasta jooksul. 9. augustil Nagasakile visatud pomm sisaldas 8 kilogrammi plutooniumi. Ka seal hukkus vähemalt 100 tuhat inimest.
Tänapäeval toodetakse uraani kümnete tuhandete tonnide kaupa aastas, kõige rohkem Kanadas. Suured uraanivarud on USA-s, Kesk-Aafrikas ja Austraalias. Enamikku sellest kasutatakse tuumareaktorite kütusena. 1 nael (umbes 453.6 g) uraani (U3O8) maksis 2001. aastal keskmiselt 7US$/lb.
Ka Eestis on olemas uraanivarud, seda sisaldab diktüoneemakilt. 1940ndate keskpaigaks olid Eesti uraanivarud praktiliselt ainsad Nõukogude Liidus teadaolevad, mistõttu Sillamäele ehitati suurejooneline uraanirikastamiskombinaat (praeguse Asi Silmet eelkäija), et toota toorainet tuumapommide jaoks. Hilisematel kümnenditel töötas Sillamäe tehas sisseveetaval toorainel.
Rakendused ja saamine
Uraan moodustus ca 6,6 miljardit aastat tagasi arvatavasti supernoovades. Teda esineb hajusalt looduses: kivimites keskmiselt 2 .. 4 ppm (sama palju kui Sn, W, Mo) ning
merevees. Tänapäeval eraldatakse uraanimaakidest, kus sisaldus on oluliselt suurem (>0,1 %). Eestis toodeti pärast II maailmasõda uraani esimeste NL tuumapommide tarbeks Sillamäel diktüoneemaargilliidist. Kõrge isotoobi 235U sisaldusega (alates 3,5% teatud tüüpi reaktorite tarbeks kuni üle 90% tuumarelvade tarbeks) uraani saamiseks looduslikku uraani rikastatakse.
Uraani ühendeid on kasutatud juba suht ammu keraamika ja klaasi värvimiseks. Rikastatud uraani kasutatakse tuumrelvades ja tuumareaktorites (lõhustumisreaktorid). Lahjendatud uraani kasutatakse tema suure tiheduse tõttu laevanduses raskustena, kiirguskaitses allikavarjestusena ja sõjanduses soomuseläbistajana (ik kinetic energy penetrator). Selline kasutus USA sõjalistes aktsioonides endises Jugoslaavias ja Kuveidis on tekitanud muret keskkonna- ja terviseprobleemidest uraani pihustumise tõttu keskkonda (sh atmosfääri).
Katsetused uraaniga
Uraan oksüdeerub. Uraan on keemiliselt suhteliselt aktiivne element ja õhu käes kattub ta värske hõbedane pind ( fotol vasakul) kollaka oksiidikirmega (UO2). Pikema aja vältel ja/või kuumutamisel võivad pinnal tekkida ka hapnikurikkamad oksiidid .
Uraan on pürofoorne, tema küljest terasteravikuga löödud kübemed süttivad õhu käes.
Uraan on radioaktiivne. Uraanitüki E87.1 gammaspekter, mõõdetud TÜ Füüsika Instituudi tuumaspektroskoopia laboris (Enn Realo ). Selle spektri põhjal on määratud proovi isotoopkoostis (erinevad jooned vastavad erinevatele isotoopidele).
Uraan säritab fotopaberi. Paksust mustast paberist ümbrikus olnud tavaline fotopaber oli 30 päeva jooksul eksponeeritud uraanitüki E87.1 kiirgusele. Pärast ilmutamist ilmnes paberil hallikas difuusne ala, mis kordab ümbrikul lebanud uraanitüki kontuuri. Fotol nähtav hele rõngakujuline ala oli kiirguse eest kaitstud seatinast seibidega (2 mm Pb).
Kasutatud allikad:
http://www.physic.ut.ee
http://et.wikipedia.org