Urânio

Urânio

O 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 domolibdenio 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.

Foi descoberto em 1789 pelo alemão Martin Klaproth na Alemanha. Foi o primeiro elemento onde se descobriu a propriedade daradioatividade, 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.

A Agência Internacional de Energia atômica, 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 e passaria então a ser a maior do mundo, ainda que tratando-se de urânio de baixo grau.

Reatores naturais

Em 1972 o físico francês Francis Perrin, descobriu um reator de urânio natural que não está mais ativo. O reator funcionou durante 100 mil anos produzindo uma potência de 100 Kw, tendo uma reação em cadeia controlada naturalmente, que permitiu o seu funcionamento durante tanto tempo, sem criar massas que poderiam sofrer fissão espontaneamente e explodir.

Uso durante a sua pré-descoberta

Antes de sua descoberta, o urânio natural sobre 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

Descoberta

Imagem criada pelo uranio sobre a chapa fotografica, 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 há oito anos por William Herschel (que tinha chamado o planeta após o primordial deus grego do céu Urano).

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. Um tal uso para o óxido foi citada, 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

Little Boy

Uma equipe liderada por Enrico Fermi bombardeou urânio com nêutrons, produzindo partículas β 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 de sua capacidade de 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, publicada a explicação física do processo em fevereiro de 1939 e nomeou o processo fissão nuclear. Logo depois, Fermi hipótese de que a fissão do urânio pode liberar nêutrons suficiente para sustentar uma reação de fissão. A confirmação desta hipótese veio em 1939 e, posteriormente, o trabalho concluiu que, em média, cerca de 2,5 nêutrons são liberados por cada fissão do 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, 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

Durante o Projeto