Uran (prvek)

Upravit odkazy
Z Wikipedie, otev?ene encyklopedie
Uran
  [ Rn ] 5f 3 6d 1 7s 2
238 U
92
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
↓ Periodicka tabulka ↓
Vysoce obohacený uran

Vysoce obohaceny uran

Obecne
Nazev , zna?ka , ?islo Uran, U, 92
Cizojazy?ne nazvy lat. uranium
Skupina , perioda , blok 7. perioda , blok f
Chemicka skupina Aktinoidy
Koncentrace v zemske k??e 4,0 ppm
Koncentrace v mo?ske vod? 3,3×10 ?3  mg/l
Vzhled st?ibrobily, vlivem oxidace na?edly kov
Identifikace
Registra?ni ?islo CAS 7440-61-1
Atomove vlastnosti
Relativni atomova hmotnost 238,029
Atomovy polom?r 138,5 pm
Kovalentni polom?r 153 pm
Van der Waals?v polom?r 186 pm
Iontovy polom?r (U 3+ ) 104 pm
(U 4+ ) 89 pm
(U 5+ ) 84 pm
(U 6+ ) 80 pm
Elektronova konfigurace [ Rn ] 5f 3 6d 1 7s 2
Oxida?ni ?isla III, IV, V, VI
Elektronegativita ( Paulingova stupnice ) 1,38
Ioniza?ni energie
Prvni 6,08 eV
Druha 12,01 eV
T?eti 20,5 eV
?tvrta 36,9 eV
Latkove vlastnosti
Krystalograficka soustava α-modifikace
koso?tvere?na bazaln? centrovana
a = 285,360 pm
b = 586,984 pm
c = 495,552 pm
β-modifikace
?tvere?na
a = 1 075,9 pm
c = 565,6 pm
γ-modifikace
krychlova t?lesn? centrovana
a = 352,5 pm
Molarni objem 12,49×10 ?6 m 3 /mol
Teplota zm?ny modifikace 667 °C ( α → β )
772 °C ( β → γ )  °C (940,15  K )
Mechanicke vlastnosti
Hustota 19,01 g/cm 3 ( mod. α, 25 °C )
18,108 g/cm 3 ( mod. β )
18,06 g/cm 3 ( mod. γ )
17,27 g/cm 3 ( kapalina p?i t t )
17,00 g/cm 3 ( 1 300 °C )
16,68 g/cm 3 ( 1 500 °C )
Skupenstvi pevne
Tvrdost 6,0
Povrchove nap?ti 1 500 mN/m
Rychlost zvuku ( 20 °C ) 3 155 m/s
Termicke vlastnosti
Tepelna vodivost ( 0 °C ) 27,0 W m ?1 K ?1
( 25 °C ) 27,5 W m ?1 K ?1
( 100 °C ) 29,1 W?m ?1 ?K ?1
Molarni atomiza?ni entalpie 527 ± 13 kJ/mol
Standardni molarni entropie S ° 50,20 J K ?1 mol ?1
199,66 J K ?1 mol ?1 ( plyn )
Termodynamicke vlastnosti
Teplota tani 1 132,3 ± 0,8  °C (1 405,45  K )
Teplota varu 3 818  °C (4 091,15  K )
Specificke teplo tani 82,67 J/g
Specificke teplo varu 1 877 J/g
Entalpie zm?ny modifikace ΔH α→β 11,7 kJ/mol ( α → β )
20,5 kJ/mol ( β → γ )
M?rna tepelna kapacita 0,116 2 J K ?1 g ?1
0,099 5 J K ?1 g ?1 ( plyn )
Elektromagneticke vlastnosti
Elektricka vodivost ( 20 °C ) 3,24×10 6  S/m
M?rny elektricky odpor 32×10 ?8 Ω m ( 20 °C )
Teplotni sou?initel elektrickeho odporu 0,002 1 K ?1
Standardni elektrodovy potencial (U 3+ → U 0 ) -1,789 V
(U 4+ → U 3+ ) -0,607 V
Magneticke chovani paramagneticky
M?rna magneticka susceptibilita 1,72 cm 3 /g
Bezpe?nost
GHS06 – toxické látky
GHS06
GHS08 – látky nebezpečné pro zdraví
GHS08
[1]
Nebezpe?i [1]
Radioaktivní
Radioaktivni
R-v?ty R26/28 , R33 , R53
S-v?ty ( S1/2 ), S20/21 , S45 , S61
Izotopy
I V (%) S T 1/2 Z E (MeV) P
232 U um?ly 68,9 let α 5,414 228 Th
233 U um?ly 159 200 let α 4,909 229 Th
234 U 0,005 4(5) [2] ?245 160 let [3] α 4,859 230 Th
235 U 0,720 4(6) [2] ?7/2 7,0381×10 8   a [3] α , SR 4,679 231 Th
236 U um?ly 2,342×10 7 let α , SR 4,572 232 Th
237 U um?ly 6,75 dne β ? 0,519 237 Np
238 U 99,274 2(10) [2] 4,4683×10 9 let [3] α 4,270 234 Th
Neni-li uvedeno jinak, jsou pou?ity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Nd
?
Protaktinium ? U ? Neptunium

Uran (chemicka zna?ka U , latinsky uranium ) je radioaktivni chemicky prvek ?edobile barvy, ktera diky oxidaci po ?ase p?echazi k ?ede barv?. Pat?i mezi kovy , p?esn?ji do skupiny aktinoid? . Prvek objevil v roce 1789 Martin Heinrich Klaproth a v ?iste form? byl uran izolovan roku 1841 Eugene-Melchior Peligotem . [4]

Prvek byl pojmenovan podle tehdy nov? objevene planety Uran , ktera dostala jmeno podle boha Urana v ?ecke mytologii (otec Titan? a prvni b?h nebes, man?el bytosti Gaia ). Uran se tak stal prvnim prvkem pojmenovanym podle nov? objevene planety ? pozd?ji nasledovaly je?t? neptunium a plutonium .

Zakladni fyzikaln?-chemicke vlastnosti [ editovat | editovat zdroj ]

Vzhled, zakladni vlastnosti [ editovat | editovat zdroj ]

Uran je v ?istem stavu st?ibrobily leskly kov, ktery na vzduchu pozvolna nabiha ? pokryva se vrstvou oxid? . Rozm?ln?ny na pra?ek je samozapalny. Neni p?ili? tvrdy a lze jej za oby?ejne teploty kovat nebo valcovat. P?i zah?ivani se stava nejprve k?ehkym, p?i dal?im zvy?ovani teploty je v?ak plasticky. P?i teplotach pod 0,68 K se stava supravodi?em I. typu.

Hustota [ editovat | editovat zdroj ]

Hustota (specificka hmotnost) uranu p?i 25 °C je 19,01 g·cm ?3 , uran tak pat?i k nejt???im prvk?m v?bec, je zhruba o 70 % t???i ne? olovo .

Z dal?ich prvk? je t???i pouze osmium (22,57 g·cm ?3 ), iridium (22,50 g·cm ?3 ), platina (21,45 g·cm ?3 ) ?i rhenium (20,50 g·cm ?3 ); jen o malo v?t?i hustotu ma wolfram (19,25 g·cm ?3 ) a zlato (19,30 g·cm ?3 ). Vysoka hustota uranu je d?vodem pro mnoha jeho nejaderna vyu?iti.

Elektronova konfigurace (podrobny rozpis) [ editovat | editovat zdroj ]

Elektronova konfigurace atomu: K: 2, L: 8, M: 18, N: 32, O: 5s 2 , 5p 6 , 5d 10 , 5f 3 P: 6s 2 , 6p 6 , 6d 1 Q: 7s 2 ; celkova konfigurace: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6 5f 3 6d 1 7s 2 .

Historie [ editovat | editovat zdroj ]

Historie do objevu radioaktivity [ editovat | editovat zdroj ]

Uran se u? v roce 79 p?. n. l. pou?ival k barveni glazur (nalezy pobli? Neapole s 1% vyskytem oxidu uranu).

Prvni laboratorn? izolovanou slou?eninou uranu byla uranova ?lu? 1789 izolovana lekarnikem a profesorem chemie Martinem Heinrichem Klaprothem , jen? objevil nebo spoluobjevil i n?kolik dal?ich prvk? ? ( zirkonium , titan , cer a tellur ). Klaproth analyzoval rudu z dolu George Wagsfort ve Wittingshalu u Johanngeorgenstadtu v Sasku . P?sobenim kyseliny a po silnem zah?ati ziskal ?luty pra?ek, uran, jak se domnival. Objev oznamil v projevu p?ed Pruskou akademii v?d 24. za?i 1789 a pojmenoval prvek podle planety Uran objevene kratce p?edtim (1781), p?vodni nazev ov?em byl uranit, a? v roce 1790 byl p?ejmenovan na uranium. Ve skute?nosti v?ak ?lo o jeho siran, ?isty uran se poda?ilo ziskat a? v roce 1841 Francouzi Eugene-Melchior Peligotovi .

Uran se pak pou?ival k barveni skla a glazur, kterym dodaval zelenou nebo ?lutou barvu (v Jachymov? od roku 1826), t??il se v ?eskem Jachymov? a v britskem Cornwallu . Toto pou?iti podstatn? kleslo ve druhe polovin? 20. stoleti. Podle Ottova slovniku nau?neho bylo v roce 1904 vyt??eno 17 193 kg uranu.

Historie po objevu radioaktivity [ editovat | editovat zdroj ]

V roce 1896 zjistil Henri Becquerel , ?e uran je radioaktivni a ? pokud nepo?itame objev rentgenovych paprsk? kratce p?edtim ? vlastn? tim radioaktivitu objevil. Marie Curie-Skłodowska se svym man?elem Pierrem Curie pote z uranove rudy (jachymovskeho smolince ) izolovala dva nove prvky: nejd?iv polonium a o n?co pozd?ji pak i radium . Uranove rudy pak byly a? do t?icatych let (objev um?lych izotop?) pou?ivany pro vyrobu radia v n?m obsa?eneho (radia se velmi brzo po objevu za?alo v malych mno?stvich pou?ivat pro leka?ske u?ely). Podle Franti?ka B?hounka bylo ov?em za celou tuto dobu izolovano jen kolem 1,5 kg radia.

Pro u?ely jaderneho pr?myslu se za?al uran vyu?ivat a? b?hem (resp. po) druhe sv?tove valky .

Prvni um?la jaderna ?et?zova reakce (tzv. Fermiho reakce) byla spu?t?na 2. prosince 1942 italskym fyzikem Enricem Fermim na h?i?ti Chicagske univerzity ( CP-1 ). Prost?ednictvim jaderneho reaktoru (EBR-1) byl poprve vyroben proud 20. prosince 1951, prvni jaderna elektrarna byla zprovozn?na v roce 1954 v Obninsku v SSSR .

Izotopy [ editovat | editovat zdroj ]

V p?irod? se uran nachazi v nejr?zn?j?ich rudach, ov?em jen v nizkych koncentracich 0,04 ? 3 %. Vyskytuje se zde jako sm?s izotop? 238 U (99,274 2 %) a 235 U (0,720 4 %) a jen ve velmi male mi?e 234 U (0,005 4 %).

Um?le bylo syntetizovano mnoho dal?ich izotop?, v?etn? p?irozen? se vyskytujicich tak byla dosud (2018) objevena cela souvisla ?ada s nukleonovymi ?isly 216 a? 243: [5]

Izotop Polo?as p?em?ny Druh rozpadu Produkt rozpadu
216 U 4,5 ms α 212 Th
217 U 16 ms α 213 Th
218 U 510 ms α 214 Th
219 U 42 μs α 215 Th
220 U ? ε / α 220 Pa / 216 Th
221 U 660 ns α 217 Th
222 U 4,7 μs α 218 Th
223 U 18 μs α (99,8 %)/ ε (0,2 %) 219 Th/ 223 Pa
224 U 840 μs α 220 Th
225 U 95 ms α 221 Th
226 U 268 ms α 222 Th
227 U 1,1 min α 223 Th
228 U 9,1 min α (>95 %) / ε (<5 %) 224 Th / 228 Pa
229 U 58 min ε (80 %)/ α (20 %) 229 Pa / 225 Th
230 U 20,8 d α (100 %) / SF (<10 ?10 ) %
/ 24 Ne (5×10 ?12  %) 		226 Th / r?zne / 206 Pb
231 U 4,2 d ε (100,00 %)/ α (?4,0×10 ?3  %) 231 Pa/ 227 Th
232 U 68,9 r α (100 %) / 24 Ne (9×10 ?10  %)
SF (3×10 ?12  %) 		228 Th / 208 Pb / r?zne
233 U 159 200 r α (100 %) / 24 Ne (9×10 ?10  %)
SF (<6×10 ?11  %) / 28 Mg (<10 ?13  %) 		229 Th / 209 Pb
r?zne / 205 Hg
234 U ?245 160 r [3] α (100 %) / SF (1,6×10 ?9  %) 230 Th / r?zne
235 U 7,0381×10 8  r [3] α (100 %) / SF (7×10 ?9  %)
28 Mg (8×10 ?10  %) / 20 Ne (8×10 ?10  %)
25 Ne (8×10 ?10  %) 		231 Th / r?zne
207 Hg / 215 Pb
210 Pb
236 U 2,342×10 7  r α (100 %) / SF (9,4×10 ?8  %) 232 Th
237 U 6,75 d β ? 237 Np
238 U 4,4683×10 9  r [3] α (100 %) / SF (5,4×10 ?5  %) 234 Th / r?zne
239 U 23,45 min β ? 239 Np
240 U 14,1 h β ? 240 Np
241 U ? β ? 241 Np
242 U 16,8 min β ? 242 Np
243 U ? ? ?

Vyskyt [ editovat | editovat zdroj ]

Mineraly a rudy [ editovat | editovat zdroj ]

Nejstar?i, nejznam?j?i a patrn? nejd?le?it?j?i rudou je uraninit (jeho ledvinita forma se nazyva smolinec ) neboli nasturan . Chemicky jde o UO 2 s p?im?semi oxid? olova , thoria a radia . Druhou nejd?le?it?j?i rudou je mikroskopicky koffinit U(SiO 4 ) 1-x (OH) 2 , ktery ?asto doprovazi uraninit. Dal?i rudy uranu (a zarove? i rudy vanadu ) jsou carnotit K 2 (UO 2 ) 2 (VO 4 ) 2 ·3H 2 O a ?ujamunit Ca(UO 2 ) 2 (VO 4 ) 2 ·xH 2 O. Dale nap?. ulrichity , co? jsou mineraly s r?znym pom?rem oxidu urani?iteho a oxidu urani?ito-uranoveho , chemicky UO 2 .U 3 O 8 . Men? vyznamne mineraly uranu jsou broggerit , cleveit , nivenit ( Norsko ) ?i zippeit (skupina mineral?), autunit a johannit .

Vyskyt ve sv?t? [ editovat | editovat zdroj ]

Uraninit
10 stat?, ktere dohromady t??i p?es 90 % uranu

Uranove rudy se ve velkem mno?stvi vyskytuji v Kanad? , Australii , USA , Nigeru , Nigerii , Kongu , Zairu , Namibii , Gabonu , Rusku , Uzbekistanu , Kazachstanu a Jihoafricke republice . Nove vyznamne lo?isko bylo v roce 2007 objeveno v Guineji . [6]

V Evrop? se uran t??i nebo t??il v Sasku , v anglickem Cornwallu , v Rumunsku , na Ukrajin? a v ?esku (viz dal Vyskyt, t??ba a zpracovani v ?esku ). P?esto?e take Slovensko ma podle pr?zkum? vyznamn?j?i zasoby uranu, t??ba se neplanuje. Obecn? v?ak t??ba v Evrop? neni z celosv?toveho hlediska p?ili? vyznamna.

Podle vyro?ni zpravy OECD z roku 2018 [7] ve sv?te existuji zasoby na vice ne? 130 let, nedostatek uranu se nep?edpoklada ani v p?ipad? masivniho rozvoje jaderne energetiky. Sou?asne sv?tove zasoby dosa?itelne pod spotovou urovni sou?asnych cen uvadi na svem webu Sv?tova jaderna organizace [8] pro nasledujicich 90 let. [9]

Velikost t??itelnych zasob uranu p?esahuje 20 Mt , spole?n? s uranem z mo?i, z hornin a z thoria dosahuji t??itelne zasoby dokonce nejmen? 160 Mt.

Zna?ne rezervy navic existuji v recyklaci vyho?eleho paliva (zasoby by se pomoci recyklace , ktera se dosud nevyplati, zvy?ily o 1/3) a ve vyu?iti rychlych mno?ivych reaktor?. V p?ipad? vyu?iti rychlych mno?ivych reaktor? by zasoby vysta?ily na tisice let [10] .

Velkou vyhodou p?i t??b? uranu je, ?e v ?ad? nalezi?? je mo?ne t??it jej sou?asn? s jinymi surovinami (nap?. australsky megad?l Olympic Dam ).

Vyskyt v mo?ske vod? [ editovat | editovat zdroj ]

Uran se vyskytuje rovn?? v mo?ske vod? a to v relativn? velke koncentraci kolem 3,3 mikrogram? na litr. Odhaduje se, ?e v mo?ske vod? jsou celkov? obsa?eny 4 miliardy tun uranu, zatim v?ak jeho ziskavani z vody neni efektivni. V sladkovodnich vodach je obsah uranu velmi prom?nlivy.

Vyskyt v uhli [ editovat | editovat zdroj ]

Uran je obsa?en mimo jine rovn?? v uhli , co? je d?vod, pro? tepelne elektrarny do prost?edi uvol?uji celkov? mnohem vic radioaktivity ne? elektrarny jaderne. Z uhli by dokonce v budoucnu mohla byt ziskavana podstatna ?ast sv?tove spot?eby uranu. [11]

Vyskyt, t??ba a zpracovani v ?esku [ editovat | editovat zdroj ]

Poz?statky hlubinne t??by uranu v okoli Stra?e pod Ralskem

V minulosti byla vyznamna t??ba v ?esku , zde zejmena v Jachymov? (do 2. poloviny 20. stoleti zdaleka nejvyznamn?j?i zdroj), v Hornim Slavkov? , v P?ibrami a v k?idovych piskovcich v okoli Stra?e pod Ralskem . Po roce 2000 byla v ?esku uranova ruda t??ena u? jen pobli? Dolni Ro?inky u ??aru nad Sazavou , ?lo do dubna 2017 o jedinou probihajici t??bu v Evropske unii. T??ba zde byla v kv?tnu 2007 prodlou?ena na dobu neur?itou, po dobu ekonomicke vyhodnosti. [12] [13] [14] [15] Zasoby na lo?isku byly vyt??eny v dubnu 2017 a tim do?lo k ukon?eni t??by po 60 letech t??ebni ?innosti. [16]

Australska firma Uran Limited usiluje o ziskani prav na pr?zkum uranovych lo?isek na Jihlavsku [17] Spor o p?ipadnou t??bu uranu probiha take v Podje?t?di na Liberecku , kde o t??bu v lo?isku Ose?na-Kotel ma zajem spole?nost Urania Mining, jejim? 100% vlastnikem je australska firma Discovery Minerals Pty Ltd. Firma po?adala o pr?zkumne vrty na lo?iscich Ose?na-Kotel a Plou?nice, ministerstvo ?ivotniho prost?edi sice ?adost v kv?tnu 2008 zamitlo, ale firma Urania Limited se odvolala. [18] Na ja?e roku 2010 za?alo Ministerstvo pr?myslu a obchodu op?t uva?ovat o t??b? uranu v Libereckem kraji. Hlavnim d?vodem je sni?eni zavislosti na dovozu paliva ze zahrani?i. Odp?rci argumentuji p?edev?im nedostatkem zku?enosti se sanaci uzav?enych dol? a tim, ?e lo?iska le?i v chran?ne krajinne oblasti Jizerske hory . [19]

Hlubinna t??ba uranu se v okoli Stra?e pod Ralskem provad?la po leta za pomoci vhan?ni silnych kyselin do podzemi, co? vedlo ke zna?nemu zamo?eni podzemnich vod. Po skon?eni vlastni t??by, ktera dobihala b?hem roku 2017, se zamo?ena podzemni voda od?erpavala, aby se chemicka kontaminace ne?i?ila do p?ilehajici zasobarny pitne vody. Celkove naklady na sanaci zamo?eni, ktere v lokalit? zp?sobila t??ba uranu, byla v roce 2015 odhadovana na 50 miliard korun. [20]

V byvalem ?eskoslovensku se v minulosti zpracovavala uranova ruda v mydlovarskem podniku MAPE . Areal byvale chemicke upravny je ji? zlikvidovan a je dale zaji??ovana dlouhodoba sanace odkali?? rmutu, ktera p?edstavuji jednu z velkych ekologickych zat??i v ?eske republice.

T??ba a uprava [ editovat | editovat zdroj ]

Souvisejici informace naleznete take v ?lanku T??ba uranu .

Uranova ruda obsahujici smolinec se nejprve vylou?i kyselinou sirovou , dusi?nou nebo chlorovodikovou . K roztoku se pote p?ida p?ebytek Na 2 CO 3 a Ca(OH) 2 k vysra?eni hliniku , ?eleza , kobaltu a manganu ; vznikly rozpustny uhli?itan uranylo-sodny se rozlo?i kyselinou chlorovodikovou a uran se vylou?i ze ziskaneho roztoku soli uranylu zavad?nim amoniaku jako (NH 4 ) 2 U 2 O 7 , ktery se potom ?ihanim p?evede na oxid U 3 O 8 .

Jde-li o rudy obsahujici m?? a arsen , vylu?uje se uran z uhli?itanoveho roztoku po okyseleni kyselinou chlorovodikovou obvykle nejd?iv p?idanim NaOH jako Na 2 U 2 O 7 . Tato slou?enina se op?t rozpusti v kyselin? chlorovodikove a do roztoku se zavadi H 2 S, ?im? se srazi CuS a As 2 S 3 . Z filtratu zbaveneho varem sirovodiku se potom p?i p?idani amoniaku vylu?uje uran jako (NH 4 ) 2 U 2 O 7 . Vychazi-li se z carnotitu , musi byt pou?ito metod, ktere umo??uji d?leni vanadu a kyseliny fosfore?ne od uranu. Take pro zpracovani rud na uran se u?iva zvla?tnich postup?, nap?iklad zah?ivani v proudu chloru nebo s jinymi chlora?nimi ?inidly SCl 2 , SOCl 2 , COCl 2 , CCl 4 , p?i?em? uran sublimuje jako UCl 4 .

Jak zjistil u? Moissan v roce 1883 , m??e se redukce oxidu U 3 O 8 na kov provad?t zah?ivanim s uhlim v elektricke obloukove peci , av?ak kov p?ipraveny touto cestou obsahuje karbid . P?iprava ?isteho kovu je zti?ena nejen sklonem uranu tvo?it karbidy, ale i jeho velkou afinitou ke kysliku a dusiku .

Redukce UCl 4 kovovym vapnikem probiha podle rovnice:

UCl 4 + 2 Ca → U + 2 CaCl 2

Redukce UCl 4 kovovym draslikem :

UCl 4 + 4 K → U + 4 KCl

B??ny zp?sob p?ipravy ?isteho kovoveho uranu pro pou?iti v atomovych reaktorech je zalo?en na redukci fluoridu urani?iteho kovovym vapnikem:

UF 4 + 2 Ca → U + 2 CaF 2

Obohaceny uran [ editovat | editovat zdroj ]

Podrobn?j?i informace naleznete v ?lanku Obohaceny uran .

Obohaceni uranu znamena zvy?eni podilu izotopu 235 U v uranu nad p?irozeny podil 0,71%, typicky na 3-5%.

Kaskady centrifug slou?i k obohaceni uranu

Pro vyrobu paliva pro jaderne reaktory se obvykle pou?iva uran, obsahujici kolem 3?4 % 235 U. N?ktere typy reaktor? (plynem chlazene reaktory a tlakovodni reaktory ) mohou vyu?ivat p?irodni neobohaceny uran. P?i vyrob? jaderne zbran? je minimalni nutny obsah 235 U p?ibli?n? 90 %, obvykle se v?ak pro konstrukci atomove bomby vyu?iva uran s je?t? vy??im stupn?m obohaceni.

Odd?leni hlavnich izotop? uranu 238 U a 235 U je pom?rn? zna?n? obti?ne. Z hlediska chemickeho chovani jsou oba izotopy prakticky identicke a i jejich odli?nosti ve fyzikalnich vlastnostech jsou velmi male. Nicmen? oba izotopy vykazuji dostate?n? odli?ne fyzikalni vlastnosti, aby je modernimi technologiemi bylo mo?ne odd?lit. Mezi zakladni technologicke postupy pat?i elektromagneticka separace, difuze, centrifugalni separace a ionizace laserem.

Vyu?iti [ editovat | editovat zdroj ]

Z ekonomickeho a technologickeho hlediska je d?le?ite p?edev?im jaderne vyu?iti uranu, ostatni mo?nosti vyu?iti jsou spi? vedlej?i.

Jaderne vyu?iti uranu [ editovat | editovat zdroj ]

Nadoba jaderneho reaktoru

Obohaceny uran se pou?iva jako palivo v  jadernych reaktorech nebo jako napl? jadernych bomb . Pro vyu?iti uranu jako jaderneho paliva je nutne zvy?it koncentraci izotopu 235 U z 0,72 % v?t?inou na 2 a? 4 %. Pro pou?iti v jaderne bomb? je koncentraci t?eba zvy?it na hodnotu p?es 95 %.

Z izotopu 238 U se v rychlych mno?ivych reaktorech da vyrab?t plutonium , zejmena ?t?pitelny izotop 239 Pu. Tento postup se v?ak zatim p?ili? nepou?iva kv?li vysokym investi?nim naklad?m a vy??i technologicke naro?nosti.

?t?pitelny je rovn?? izotop 233 U, ktery lze mno?it z  thoria .

Vyhody energetickeho vyu?ivani uranu [ editovat | editovat zdroj ]

Velkou vyhodou energetickeho vyu?ivani uranu je skute?nost, ?e cena samotneho uranu tvo?i jen maly podil v nakladech na vyrobu elekt?iny z n?ho (v ?esku v roce 2009 kolem 17 %), cena elekt?iny je dana p?edev?im naklady na vystavbu elektrarny. K vyrob? elekt?iny je t?eba o n?kolik ?ad? men?i mno?stvi jaderneho paliva ne? fosilnich paliv, je proto relativn? snadne a levne i shroma??ovani zasob uranu a jeho skladovani. To je velmi vyhodne pro zaji?t?ni energeticke nezavislosti statu dokonce i v p?ipad?, ?e nema vlastni zdroje uranu. Na rozdil od ropy je navic v?t?ina zemi vyva?ejicich uran politicky stabilni a demokraticka.

Nevyhody energetickeho vyu?ivani uranu [ editovat | editovat zdroj ]

T??ba uranu p?edstavuje va?ny zasah do krajiny, a? u? jde o rozsahle povrchove doly, hlubinnou t??bu nebo t??bu chemickym lou?enim (metoda in situ). Ta spo?iva v pumpovani obrovskeho mno?stvi roztoku kyseliny sirove nebo uhli?ite, p?ipadn? hydrogenuhli?itanu sodneho, do podzemi s cilem uran rozpustit a nasledn? jej chemicky extrahovat.

Krom? vlastni devastace t??bou p?edstavuji problem take vyt??ene horniny kontaminovane radioaktivnim ?i toxickymi rozpadovym produkty. V okoli mnoha uranovych dol? do?lo ke kontaminaci okoli. V p?ipad? ?patn? provedeneho chemickeho lou?eni uranu mohou byt ohro?eny zasoby podzemni vody.

T??ba uranu take ohro?uje zdravi pracovnik?, zejmena v p?ipad? historickych ?patn? v?tranych hlubinnych dol? hrozilo zvy?ene riziko rakoviny plic (radon).

Nejaderne vyu?iti uranu [ editovat | editovat zdroj ]

Souvisejici informace naleznete take v ?lanku Ochuzeny uran .
Uranove sklo pod UV za?enim

Jako odpad po obohacovani uranu vznika tzv. ochuzeny uran (ochuzeny proto, ?e byl zbaven podstatne ?asti izotopu 235 U vyu?itelneho jako palivo pro jaderne reaktory). V angli?tin? se ?asto ozna?uje zkratkou DU (depleted uranium) nebo ?id?eji tuballoy .

Uran je pro svou vysokou hustotu vyu?ivan v?ude tam, kde je ?adouci vysoka hmotnost (vyva?eni, nutnost dosahnout vysoke kineticke energie p?i malem objemu).

Ve star?im, ale je?t? pou?ivanem Boeingu 747 je pou?ivan jako vyrovnavaci zava?i na zadi. Uvadi se, ?e bylo vyrobeno kolem 600 exempla?? tohoto modelu obsahujiciho ochuzeny uran, p?i?em? jednotlive exempla?e obsahuji 400?600 kg ochuzeneho uranu (jiny pramen uvadi dokonce 400?1 500 kg). Podobnym zp?soben je vyu?ivan rovn?? v americkych letadlech McDonnell Douglas DC-10 . Jako zat?? je vyu?ivan rovn?? v plachetnicich, rotorech gyroskop? , ropnych vrtnych soupravach, udajn? dokonce i ve vozech Formule 1 . V n?kterych americkych tancich (nap?. M1 Abrams ) je pou?ivan jako sou?ast panci?e. Ochuzeny uran m??e byt pou?it rovn?? jako stin?ni p?ed radioaktivitou .

Slou?eniny hexahydrat diurananu sodneho (Na 2 U 2 O 7 .6H 2 O) a hexahydrat diurananu draselneho (K 2 U 2 O 7 .6H 2 O) se dosud ozna?uji jako uranova ?lu? pou?ivajici se k barveni skla, glazur a porcelanu (barvi na ?luto a? ?lutozeleno, p?i?em? fluoreskuje). Z?ejm? se jim v?ak da barvit i oran?ov? a? rud?. Mira tohoto pou?iti se v?ak v minulosti vyrazn? sni?ila. V ?esku jsou podle Statniho u?adu pro jadernou bezpe?nost (SUJB) 2 vyrobci skla barveneho uranem, podle u?adu [21] je v ?esku vyrab?ne sklo zdravotn? zcela ne?kodne i p?i siln? konzervativnim p?istupu hodnoceni zdravotniho rizika.

Ve fotografii se slou?eniny (soli) uranu (nap?. UO 2 (NO 3 ) 2 ? dusi?nan uranylu ) pou?ivaji k zesilovani negativ? , do tonovacich lazni, zesilova? sv?tlotisku. Kv?li chemicke toxicit? se dusi?nan uranylu pou?iva pro experimentalni vyvolani patologickeho stavu ledvin u pokusnych zvi?at.

Octan uranylu UO 2 (C 2 H 3 O 2 ) 2 .2H 2 O, NaUO 2 (C 2 H 3 O 2 ) a diuranan amonny (NH 4 ) 2 U 2 O 7 ma vyznam v analyticke chemii.

Uran s obsahem karbidu je vhodnym katalyzatorem pro syntezu amoniaku Haberovym zp?sobem.

Nejaderne vyu?iti ve vojenstvi [ editovat | editovat zdroj ]

Ochuzeny uran se pou?iva jako vysoce pr?razny projektil

Vyu?iva se vedle wolframu pro vyrobu protipance?ovych projektil? (tzv. ?ipove, p?esn?ji podkaliberni st?ely ? pr?m?r st?ely je men?i ne? pr?m?r hlavn?, ze ktere je vyst?elena). P?sobi zde sice p?edev?im vysoka kineticka energie st?ely, u?inek v?ak zesiluje i to, ?e po pr?niku projektilu za panci? se tlakem a t?enim roz?havene ulomky uranu vzniti, co? zvy?uje ni?ivy u?inek uvnit? obrn?neho prostoru. St?ely z ochuzeneho uranu te? maji vyhodn?j?i mezni uhel, pod kterym se po zasahu do sveho opance?ovaneho cile neodrazi.

Je t?eba d?razn? upozornit na to, ?e toto pou?iti jako takove nema absolutn? ?adnou souvislost s jadernym vyu?ivanim uranu pro vyrobu nuklearnich zbrani. D?vodem je zde pouze vysoka hustota uranu, pevnost srovnatelna s jeho konkuren?nim materialem wolframem, snadna vzn?tlivost a relativn? nizka cena. P?es pom?rn? nizkou radioaktivitu 238 U v?ak p?esto dochazi k slabemu radioaktivnimu zamo?eni , mira jeho ne?kodnosti nebo ?kodlivosti neni dosud do?e?ena. V poslednich letech padlo na Valnem shroma?d?ni OSN n?kolik navrh? na prozkoumani u?ink? zbrani a munice z ochuzeneho uranu, [22] ktere byly p?es odpor n?kolika zemi (USA, Izrael, Francie, ?eska republika, …) schvaleny. [23]

V?t?i roli p?itom hraje ani ne tak radioaktivita ochuzeneho uranu (ktera je nizka, ov?em pokud se dostane dovnit? t?la, jeji u?inky jsou vy??i), jako jeho celkova toxicita, proto?e uran stejn? jako v?t?ina t??kych kov? je pro ?ive organizmy jedovaty. Jeho velke rozptyleni v prost?edi poskytuje mo?nost dostat se p?imo do t?la ?ivych organizm? (potravou, pitim nebo vdechnutim).

Tyto st?ely byly pou?ity spojenci v prvni valce v Iraku v roce 1991 , [24] v Kosovu v roce 1999 , pravd?podobn? rovn?? v Afghanistanu v roce 2001 a od b?ezna 2003 i v Iraku b?hem operace Iracka svoboda , kdy bylo podle iracke ministryn? zdravotnictvi Nermin Othman bombardovanim kontaminovano p?es 350 mist. Po?et rakovinnych onemocn?ni udajn? ?ini 140 tisic a ka?dy rok je registrovano 7 a? 8 tisic p?ipad? rakoviny. [25] Tato data v?ak nebyla potvrzena nezavislymi zdroji, naopak podle Sv?tove zdravotnicke organizace ( WHO ) by pro vyvolani rakoviny plic bylo nutne vdechnout velke mno?stvi uranoveho prachu. U jinych typ? rakoviny je riziko je?t? mnohem men?i. [26]

31. ?ijna 2007 prvni vybor OSN schvalil v?t?inou hlas? navrh rezoluce po?adujici p?ezkoumani zdravotnich rizik zbrani pou?ivajicich ochuzeny uran. Pro bylo 122 zemi, proti 6 (v?etn? ?eska , [23] ktere proti jednanim o omezeni zbra?ovych system? s ochuzenym uranem hlasovala i 5. prosince [27] ).

Slou?eniny uranu [ editovat | editovat zdroj ]

Barvy roztok? soli uranu v r?znych oxida?nich ?islech

Uran vytva?i slou?eniny s oxida?nimi ?isly U 3+ a? U 6+ , z nich? nejstabiln?j?i jsou ty s U 6+ . Rozpustne soli slou?enin uranu jsou barevne. Pokud jejich barva neni ovlivn?na barvou aniontu , tak uranite soli U 3+ maji hn?do?ervene zbarveni, urani?ite U 4+ zelenou. Urani?ne U 5+ se vyskytuji v podob? kationtu UO 2 + , jsou bezbarve a navic nestabilni a rozkladaji se ( disproporcionuji ) na sm?s soli urani?itych a uranovych. Soli uranove U 6+ se vyskytuji v podob? kationtu UO 2 2+ , tzv. uranylovy kationt, ktery ma v roztocich ?lutou barvu a je stabilni. Nejb??n?j?i soli, se kterymi se da v praxi setkat (krom? ni?e popsanych) jsou prav? soli, ktere obsahuji kationt uranylu a pat?i mezi n? nap?. dusi?nan uranylu UO 2 (NO 3 ) 2 .

Mezi nejb??n?j?i slou?eniny uranu pat?i oxid urani?ity UO 2 , ktery se v p?irod? nachazi v podob? mineralu smolince a je zakladni surovinou pro vyrobu kovoveho uranu. Dal?i z oxid?, ktery se take vyskytuje v p?irod? jako uranova ruda, je sm?sny oxid urani?ito-uranovy U 3 O 8 (lze rozepsat na slo?ky ? UO 2 .2UO 3 a mo?no take pojmenovat jako oxid urani?ito-diuranovy , ale tento nazev se nepou?iva). Z oxidu urani?iteho ho lze p?ipravit ?ihanim na vzduchu.

K dal?im vyznamnym slou?eninam uranu pat?i n?ktere halogenidy ? konkretn? chlorid urani?ity UCl 4 a fluorid urani?ity UF 4 , ktere se pou?ivaji k vyrob? kovoveho uranu redukci draslikem ?i vapnikem , a fluorid uranovy UF 6 , ktery se diky tomu, ?e fluor se v p?irod? vyskytuje pouze jako jeden izotop , vyu?iva k separaci 235 UF 6 a 238 UF 6 na zaklad? odli?ne hmotnosti t?chto dvou izotopickych slou?enin (viz vy?e v sekci o obohacenem uranu a jeho vyrob?).

Odkazy [ editovat | editovat zdroj ]

Reference [ editovat | editovat zdroj ]

  1. ↑ a b Uranium. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-24]. Dostupne online . (anglicky)  
  2. ↑ a b c Isotopic compositions of the elements (anglicky)
  3. ↑ a b c d e f VILLA, Igor M.; HOLDEN, Norman E.; POSSOLO, Antonio; ICKERT, Ryan Ben; HIBBERT, David Brynn; RENNE, Paul R.; BONARDI, Mauro L. IUGS?IUPAC recommendations and status reports on the half-lives of 87 Rb, 146 Sm, 147 Sm, 234 U, 235 U, and 238 U (IUPAC Technical Report). S. 1085?1092. Pure and Applied Chemistry [online]. De Gruyter, 2022-09-27 [cit. 2023-04-05]. Ro?. 94, ?is. 9, s. 1085?1092. ISSN 1365-3075 . DOI 10.1515/pac-2021-1202 . (anglicky)  
  4. ↑ name="epa"> http://www.epa.gov/radiation/radionuclides/uranium.html (anglicky)
  5. ↑ Chart of Nuclides Archivovano 10. 10. 2018 na Wayback Machine ., National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory (anglicky)
  6. ↑ V Guinee byla objevena nova lo?iska uranu. Novinky.cz [online]. Borgis, 2007-08-24 [cit. 2019-09-21]. Dostupne online .  
  7. ↑ https://read.oecd-ilibrary.org/nuclear-energy/uranium-2018_uranium-2018-en#page1
  8. ↑ Uranium Mining Overview - World Nuclear Association. world-nuclear.org [online]. [cit. 2022-11-17]. Dostupne online .  
  9. ↑ SYKOROVA, Lucie. Nedostatek uranu, vypnuti Evropy a sv?tle zit?ky z Ruska. Bludy ruskeho fyzika se ?i?i i v ?esku. HlidaciPes.org [online]. 2022-11-15 [cit. 2022-11-17]. Dostupne online .  
  10. ↑ Vyho?ele jaderne palivo neni odpad | Technicky tydenik. www.technickytydenik.cz . Dostupne online [cit. 2020-12-14].  
  11. ↑ Archivovana kopie. techtydenik.cz [online]. [cit. 2008-01-03]. Dostupne v archivu po?izenem dne 2011-07-18.  
  12. ↑ http://www.mpo.cz/dokument36127.html
  13. ↑ http://www.mpo.cz/dokument8092.html
  14. ↑ Archivovana kopie. www.ceskenoviny.cz [online]. [cit. 2008-10-24]. Dostupne v archivu po?izenem dne 2011-05-14.  
  15. ↑ Archivovana kopie. www.ekolist.cz [online]. [cit. 2007-06-21]. Dostupne v archivu po?izenem dne 2008-02-24.  
  16. ↑ Uranovy d?l Ro?na za dva roky skon?i. O praci m??e p?ijit tisic lidi
  17. ↑ http://jihlavsky.denik.cz/podnikani/20070607uran_pruzkum_vysocina.html
  18. ↑ [Lide dal bojuji proti t??b? uranu v Podje?t?di, MfDnes, 21. listopadu 2008]
  19. ↑ MPO chce podpo?it t??bu
  20. ↑ Kv?li ne?etrne t??b? uranu na ?eskolipsku uvolni vlada 4,5 Archivovano 9. 1. 2015 na Wayback Machine . miliardy
  21. ↑ http://www.sujb.cz/ dobrozdani SUJB
  22. ↑ http://www.un.org/Docs/journal/asp/ws.asp?m=A/C.1/62/L.18/rev.1
  23. ↑ a b https://web.archive.org/web/20170312194241/http://www.un.org/press/en/2007/gadis3357.doc.htm
  24. ↑ Dokument Oil Factor uvadi, ?e v konfliktu bylo pou?ito p?es 325 tun munice s ochuzenym uranem a (na rozdil od druhe valky v Iraku) byla snaha vyhnout se oblastem s civilnim obyvatelstvem
  25. ↑ Iraqis blame U.S. depleted uranium for surge in cancer , RIA Novosti , 23. ?ervenec 2007
  26. ↑ Depleted uranium WHO , Fact sheet N°257, Revised January 2003
  27. ↑ Archivovana kopie. publica.cz [online]. [cit. 2008-01-22]. Dostupne v archivu po?izenem dne 2008-01-20.  

Literatura [ editovat | editovat zdroj ]

  • Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganicka chemie, souborne zpracovani pro pokro?ile, ACADEMIA, Praha 1973
  • Holzbecher Z.:Analyticka chemie, SNTL, Praha 1974
  • Dr. Heinrich Remy, Anorganicka chemie 1. dil, 1. vydani 1961
  • N. N. Greenwood ? A. Earnshaw, Chemie prvk? 1. dil, 1. vydani 1993 ISBN   80-85427-38-9
  • VOHLIDAL, Ji?i; ?TULIK, Karel; JULAK, Alois. Chemicke a analyticke tabulky . 1. vyd. Praha: Grada Publishing, 1999. ISBN   80-7169-855-5 .  

Souvisejici ?lanky [ editovat | editovat zdroj ]

Externi odkazy [ editovat | editovat zdroj ]

Periodicka tabulka prvk?
Citovano z ? https://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Uran_(prvek)&oldid=23654868 “