Uranij

uranij
[Rn] 5f36d17s2[1] 92 U Periodni sustav elemenata
Osnovna svojstva
Element Simbol Atomski broj	uranij U 92
Kemijska skupina	aktinoidi
Grupa, perioda, Blok	Ac, 7, f
Izgled	srebrnasta krutina
Gustoća1	19 100 kg/m3
Tvrdoća	2,5–3 (po Mohsu)
Specifični toplinski kapacitet (cp ili cV)2	27,67 J mol–1 K–1
Talište	1132,2[1] °C
Vrelište3	3930[1] °C
Toplina taljenja	9,14 kJ mol-1
Toplina isparavanja	417,1 kJ mol-1
1 pri standardnom tlaku i temperaturi 2 pri konstantnom tlaku ili volumenu 3 pri standardnom tlaku
Atomska svojstva
Atomska masa	238,02891 (3)
Elektronska konfiguracija	[Rn] 5f36d17s2[1]

Uranij je kemijski element atomskog (rednog) broja 92 i atomske mase 238,02891 (3). U periodnom sustavu elemenata predstavlja ga simbol U. Uranij (jednakovrijedan naziv uran^[2]) jest srebrno-bijeli metalni kemijski element i pripada skupini aktinida u periodnome sustava elemenata. Dobio je ime po planetu Uranu, a otkrio ga je Martin Heinrich Klaproth 1789. godine. Osim 92 protona, jezgra uranija može imati između 141 i 146 neutrona. Najčešći izotopi uranija jesu U-238 (146 neutrona) i U-235 (143 neutrona). Atom uranija ima 92 elektrona od kojih su 6 valentni. Njegova je gustoća otprilike 70 % veća od gustoće olova, ali nije tolika kao kod zlata ili volframa. Uranij je slabo radioaktivan. U prirodi se u malim količinama pojavljuje u tlu, stijenama i vodi. U gospodarske se svrhe dobiva iz ruda poput uranita.

U prirodi se pojavljuje smjesa izotopa, uranija-238 (99,284 %), uranija-235 (0,711 %) i vrlo malih količina uranija-234 (0,0058 %). Raspada se polako emitirajući pritom alfa-čestice. Poluvijek uranija-238 jest 4,47 milijardi godina, a uranija-235 704 milijuna godina, pa služe u svrhu radiometrijskog datiranja.^[3]

U nuklearna goriva ubrajaju se tri fisilna materijala: uranij-233, uranij-235 i plutonij-239. Samo jedan od njih nađen je u prirodi više nego u tragovima i to je uranij-235, a naziva se prirodno nuklearno gorivo. Druga dva nuklearna goriva dobivaju se umjetno, u nuklearnim reaktorima. Bombardiranjem neutronima uranija-238 nastaje plutonij-239, a od torija-232 nastaje uranij-233 i to su umjetna nuklearna goriva.

S obzirom na malu zastupljenost uranija-235, prirodni uranij kao gorivo mogu rabiti teškovodni i grafitom moderirani reaktori, dok lakovodni reaktori zahtijevaju obogaćeni uranij. Obogaćenje za lakovodne reaktore mijenja se od nešto manje od 2 % do maksimalno dozvoljenih 5 % (težinskih) uranij-235. Obogaćenje u podmorničkim reaktorima, a naročito u nuklearnom oružju jest veće. Osim obogaćena uranija, u procesu obogaćivanja nastaje i osiromašeni uranij gdje je težinski udio uranija-235 obično između 0,20 % i 0,35 %. Manji težinski udio uranija-235 u osiromašenom uraniju znači manju upotrebu prirodnog uranija, ali i veće troškove obogaćenja i obrnuto.^[4]

1. ↑ ^{a b c} Sebastian Blumentritt Periodensystem der Elemente, 6. izd., Blume-Verlag, Münster (Savezna Republika Njemačka), 2012., ISBN 978-3-942-53009-5, str. 1.
2. ↑ Stjepan Babić, Sanda Ham, Milan Moguš, Hrvatski školski pravopis : usklađen sa zaključcima Vijeća za normu hrvatskoga standardnog jezika, 4. izd., Školska knjiga, Zagreb, mjeseca siječnja 2012., CIP 790248, ISBN 978-953-0-40026-9, str. 153. navodi: "uran i uranij (U)", te str. 152. navodi: "U (znak za uran)"
3. ↑ [1]  Arhivirana inačica izvorne stranice od 27. travnja 2007. (Wayback Machine) "WWW Table of Radioactive Isotopes"
4. ↑ [2]  Arhivirana inačica izvorne stranice od 5. studenoga 2011. (Wayback Machine) "Nuklearni gorivni ciklus"