Rob's web

Uranium

Home - Wetenschap - Chemie - Elementen - Uranium


Uranium

Afkorting: U

Uranium of uraan is een metallisch grijs actinide.

Nucleaire eigenschappen

Atoomnummer: 92

Schil Aantal
electronen
1 2
2 2, 6
3 2, 6, 10
4 2, 6, 10, 14
5 2, 6, 10, 3
6 2, 6, 1
7 2

Isotopen

Atoom-
gewicht
Vervaltijd Verval-
vorm
Vervalproduct
Stabiel
233 1,592*103 j α 229Th
234 2,455*105 j α 230Th
235 7,038*108 j α 231Th
236 2,342*107 j α 232Th
238 4,468*109 j α 234Th

De twee voornaamste uraniumisotopen die op aarde voorkomen zijn 235U en 238U. 235U is onmisbaar voor zowel kernreactoren als kernwapens, doordat het de enige isotoop is die op aarde in voldoende mate wordt gevonden. Bovendien is het splijtbaar door thermische neutronen. De isotoop 238U is ook belangrijk doordat deze neutronen absorbeert, waarbij hij vervalt naar 239Pu (plutonium), dat ook splijtbaar is door thermische neutronen. Ook de kunstmatige isotoop 233U is splijtbaar; deze wordt gevormd uit 232Th (thorium) door middel van een neutronenbombardement.

Uranium was het eerste element dat splijtbaar bleek te zijn. Door een bombardement met langzame neutronen verandert de isotoop 235U in het zeer kort levende 236U, dat zich onmiddellijk deelt in twee kleinere atoomkernen, waarbij energie vrijkomt en bovendien nog meer neutronen. Als deze neutronen vervolgens ook geabsorbeerd worden door andere 235U-atomen ontstaat een kettingreactie. Als er geen materiaal in de buurt is om het overschot aan neutronen te absorberen, ontstaat een explosieve situatie. De eerste atoombom werkte met dit principe van kernsplijting. Zo'n twee miljard jaar geleden was de relatieve aanwezigheid van 235U dusdanig groot dat onder bijzondere omstandigheden natuurlijke kernsplijting kon voorkomen. De enige plaatsen waarvan bekend is dat het daar heeft plaatsgevonden liggen in de omgeving van Oklo in Gabon.

Fysische eigenschappen

Kookpunt: 4404 K
Smeltpunt: 1408 K
Dichtheid bij 293 K en 1000 hPA: 18950 kg/m3.

Biologische eigenschappen

Toxicologie en veiligheid

Uranium en uraniumverbindingen zijn giftig. Bij blootstelling aan minder dan de dodelijke dosis bestaat er kans op schade aan de lever. Bij hogere doses kunnen ook andere organen onherstelbaar beschadigd raken. Daarnaast zijn alle uraniumisotopen radioactief en kunnen daardoor bij opeenhoping in het lichaam genetische schade aanrichten, die uiteindelijk kanker kan veroorzaken. Doordat uranium alleen alfastraling uitzendt, die niet door de huid dringt, is dit gevaar bij uranium dat zich buiten het lichaam bevindt, niet aanwezig.

In poedervorm is uranium brandbaar. Verarmd uranium vindt toepassing in antitankwapens. Het projectiel uit verarmd uranium doorboort het pantser. Het uranium brandt dan en verbruikt daarbij alle zuurstof binnen in de tank.

Bronnen

Uraniniet is het uraniumerts dat van nature het meest op aarde voorkomt. Het bestaat voornamelijk uit uraniumdioxide (UO2). Voor verdere verwerking wordt dit verwerkt tot "Yellowcake" (ammoniumdiuranaat), dit bevat 70 tot 80 gewichtsprocent uraniumoxide (U3O8). Om 235U te winnen moeten grote hoeveelheden erts gedolven worden, want slechts 0,7% van al het uranium bestaat uit dit uraniumisotoop. Bij de mijn blijven in veel gevallen grote hoeveelheden radioactief afval en verzuurde modder achter.