چیزهایی که باید در مورد اورانیوم بدانیم

مجله علمی ایلیاد - اورانیوم یک عنصر فلزی است که در نیمه‌ی اول قرن بیستم شناخته شده است. از زمانی که در سال ۱۸۹۶ رادیواکتیویته شناخته شد، تا زمانی که سلاح‌های هسته‌ای توسعه یافتند و امروزه که از این ماده برای تولید برق استفاده می‌شود، همیشه بحث اورانیوم وجود داشته است. علم، سیاست و هنر تحت تاثیر این عنصر شیمیایی هستند.

اورانیوم یکی از سنگین‌ترین عناصر طبیعی است. در هسته‌ی این عنصر ۹۲ پروتون و بین ۱۴۰ تا ۱۴۶ نوترون وجود دارد. بیشتر اورانیوم موجود روی زمین اورانیوم-۲۳۸ است که ۱۴۶ نوترون دارد و پس از آن اورانیوم ۲۳۵ است که ۱۴۳ نوترون درون هسته خود دارد.

این عنصر تنها طی رخدادهای خاص مانند ابرنواخترهای به‌خصوص و برخورد ستاره‌های نوترونی شکل می‌گیرد. زمانی که این رخدادها اتفاق می‌افتند، اورانیوم شکل می‌گیرد و در کیهان پراکنده می‌شود. این عنصر بر روی زمین نادر است، ولی برای زندگی روی زمین نقش حیاتی داشته است. گرمای درونی زمین ناشی از واپاشی اورانیوم زیر زمین است.

مشخصه‌ی خاص اورانیوم این است که در طول زمان تشعشعاتی به شکل اتم‌های هلیوم از خود ساطع می‌کند و تبدیل به توریوم می‌شود. نیمه‌ی عمر همه‌ی ایزوتوپ‌های اورانیوم بسیار طولانی است. برای اورانیوم-۲۳۸ زمانی که طول می‌کشد تا نصف آن واپاشی کند، ۴.۵ میلیارد سال است.

از زمان روم باستان تا کنون اورانیوم مورد استفاده بوده است. در سال ۱۷۸۹ شیمیدان آلمانی «مارتین هنریش کلاپروث» طی واکنش‌های شیمیایی که انجام داد، تصور می‌کرد اورانیوم خالص به‌دست آورده است؛ در صورتی که وی اکسید درست کرده بود. کلاپروث به خاطر سیاره‌ی اورانوس، نام عنصر جدید خود را اورانیوم گذاشت. سیاره‌ی اورانوس ۸ سال قبل از تولید اورانیوم، توسط «ویلیام هرشل» آلمانی کشف شده بود. در سال ۱۸۴۱ اولین اورانیوم خالص ساخته شد.

اورانیوم در دوران باستان برای رنگ کردن شیشه استفاده می‌شده است، ولی شناسایی خاصیت رادیواکتیویته توسط «هنری بکرل» در سال ۱۸۹۶ باعث دگرگونی در استفاده از این عنصر شد. چهار دهه پس از بکرل تیمی از دانشمندان ایتالیایی به رهبری «انریکو فرمی» با بمباران اورانیوم توسط نوترون دریافتند که این عنصر از خود الکترون و پوزیترون ساطع می‌کند و می‌تواند به عناصر سبک‌تر شکسته شود. در ادامه، دیگر محققین دریافتند که طی واکنش شکافت اورانیوم انرژی زیادی آزاد می‌شود. آن‌ها دریافتند که هر کیلوگرم اورانیوم می‌تواند طی شکافت کامل به اندازه‌ی ۱.۵ میلیون کیلوگرم زغال‌سنگ انرژی تولید کند.

آزاد شدن یکباره و انفجاری انرژی موجود در اورانیوم باعث شده است از آن بمب اتم نیز ساخته شود. در نیروگاه‌های اتمی، آزاد شدن انرژی شکافت اورانیوم و استفاده از آن جهت تولید بخار می‌تواند توربین‌های عظیم را به گردش درآورده و برق تولید کند.