Uranyum Nedir ? Uranyum'un Nükleer Özellikleri Nelerdir ?



Uranyum Nedir?

Uranyum nedir?
Uranyum, 1800°C’a doğru eriyen, gümüş beyazlığında bir madendir. 1789′da Alman kimyacısı Martin Klaproth (1743-1817), pekblend denilen bir maden filizi içinde oksit halinde (uran) bulunan uranyumun varlığını keşfetti. Uranyumun, çoğu sarı ya da yeşil renkte pek çok oksidi ve tuzu vardır. Fransız kimyacısı Henri Becquerel (1852-1908) uranyumu inceleyerek 1896 yılında radyoaktiflik olayını ortaya çıkardı ve ondan iki yıl sonra "’radyumu bulan Marie Curie bu olaya radyoaktiflik adını verdi.

Doğal uranyum, üç izutop’un, yani atomlarının kütlesi ve radyoaktiflik dereceleri bakımından aralarında bazı küçük farklar bulunan birbirine benzer üç kimyasal elementin karışımıdır. Nötronlarla “bombardıman edilen" uranyum 235 izotopu fisyon’a uğrar, yani çekirdeği kütlece eşit iki parçaya bölünür, uranyum 238 izotopu ise plütonyıım’a dönüşür.

Nükleer enerji üretiminin (nükleer reaktörler ve piller, atom bombalan) temel hammaddesi olan uranyum A.B.D.’de, Kanada’da ve Güney Afrika’da boldur. Bazı santralları beslemek için uranyumu “zenginleştirmek" gerekir; bu amaçla izotop ayırımı’na başvurarak madenin bileşimindeki en radyoaktif izotopların yüzde oranı arttırılır.

Uranyum'un Bulunuşu ve Eldesi-uranyum'un tarihi

İlk kez işletilip kullanılanlardan ve en zengin uranyum filizlerinden bazıları, bir Afrika ülkesi olan Kongo'da bulunmuş ve 1939'da radyum elde etme amacıyla işlenmiştir. Kanada'da, Avustralya'da, Güney Amerika'da, çeşitli Doğu ve Batı Avrupa ülkelerinde de önemli damarlar bulunmuştur. Uranyumun, dünya rezervlerinin en büyük bölümünü oluşturan başka bir önemli biçimi de, yaklaşık % 0,02 - % 4 oranında uranyum içeren tortul kütlelerdeki birikintilerdir. Bunlar, A.B.D. ve Kanada'da büyük miktarlara ulaşır. Güney Afrika'dâ.ysa, altın ile birlikte
bulunduğundan, ya artıklardan yeniden elde edilir ya da doğrudan doğruya çıkarılır.

Uranyum doğada, kendinden türemiş radyoaktif ürünlerle bir arada bulunur. Bu nedenle GEİGER SAYACI gibi gama ışınlarını belirleyen bulucularla aranır.

Bir yatağın yeri ve büyüklüğü belirlendikten sonra, uranyum filizi, ya açık ocak yöntemiyle ya da derin MADENCİLİK teknikleriyle çıkarılır. Uranyum radyoaktifliğinin sağlığa verdiği zarar azdır; ama radyoaktif toz ve gazlarının solunması tehlikeli olduğundan, özellikle zengin yataklarda derin işleme teknikleri kullanılırken, önlem almak gerekir. Çıkarılan filiz, sınıflandırılır ve öğütülür. Uranyum kuvvetli bir asit ya da alkalide çözülüp, süzülür. Sonra, ya çöktürme ya da iyon değiştirme (suyun sertliğinin gideriimesin-dekine benzer biçimde) işlemiyle, yeniden kazanılır. % 50 oranında uranyum oksit içeren bu «sarı pasta
Arıtma işleminin tam olarak yapılması gerekir. Yakıt içinde milyonda birkaç oranında bulunan yabancı madde bile, çok sayıda nötron soğurup NÜKLEER REAKTÖR'ün çalışmasını engelleyebilir. Sarı pasta nitrik asitte çözülür ve çözelti, uranil nitratı çözecek olan tribütil fosfat ve kerosen gibi organik çözücü karışımlarıyla çalkalanır. Yabancı maddeler, asit çözeltisi içinde kalır. Sonra, arı uranil nitrat yeniden suda çözülerek, ya amonyum diuranat olarak çöktü-rülüp ısıtılarak ya da yalnızca ısıtılarak, uranyum triokside (UOi) dönüştürülür. Uranyum trioksit, hidrojenle ısıtılarak, arı uranyum dioksit (U02) verecek biçimde indirgenir. Bu durumdayken sıkıştırılarak, küçük taneler haline getirilebilir. Taneler, ya zirkonyum alaşımı içine konulur ya da nükleer reaktör yakıtlarına dönüştürmek için paslanmaz çelikten yapılmış koruyucu teneke kutulara doldurulup kapatılır.

Uranyum'un Nükleer Özellikleri
Uranyumun, biri uranyum-238 (% 99,27), öteki uranyum-235 olan iki izo.topu vardır. İkisi de uzun ömürlü alfa tanecikleri yayarlar ve bir dizi radyoaktif ürün vererek kurşuna dönüşürler. Urs yavaş hareket eden nötronlarla bombardıman edildiğinde, nükleer fizyona uğrayarak daha çok nötronu serbest bırakır. Bu nedenle,zincirleme tepkime sağlayan tek doğal maddedir. Uranyum-238 bu koşullarda fizyona uğramaz, ama bir nötron soğurabilir ve başka nötronlar tarafından fizyona uğratılabilen sentetik bir element olan plütonyum oluşturarak, art arda radyoaktif değişikliklere uğrar. Bu nedenle, nükleer güç üretimi için.yalnızca doğal olarak oluşan uranyum-235' in'fizyona uğratılmasının yanı sıra,aşırı miktarda uranyum-238 atomu plütonyuma dönüşürken fizyon sürecinde çıkan nötronların bir bölümünün ve plütonyumun kullanılması da olasıdır. Bu durum, dünyanın sınırlı uranyum kaynaklarından en iyi biçimde yararlanılmasını sağlar.

Uranyum Ne Zaman Çıkarıldı?-uranyum üreticisi ülkeler, üretim miktarı nedir
Uranyum, radyum üretiminde kullanılmak amacıyla, ancak 1930'da çıkarılmaya başlandı. 1938'de 1 700 t uranyum çıkarıldıysa da, nükleer araştırmaların doğurduğu gereksinimler, daha sonraysa silah sanayileri ve ilk nükleer sant-rallar üretimin artmasına neden oldu: 1960'ta 31 200 t (sosyalist ülkeler dışında). Sivil nükleer programların azaltılması ve zenginleştirilmiş uranyum kullanımının yaygınlaşması uranyum üretiminde düzenli bir gerilemeye yol açtıysa da (1966'da 14 6001), daha sonra üretim yeniden artmaya başladı: 1975'e (19 200 t) kadar yavaş gelişen artış, daha sonra hızlandı (1977'de 28 400 t; 1980'de 44 000 t'a yakın [sosyalist ülkeler dışında]). Ama daha sonra yeniden bir duraklama dönemine girildi.

Uranyum üreticisi ülkelerdeki artış sürmektedir. Kuzey Amerika'nın dünya uranyum üretimindeki payı azalmaktadır: 1960' ta dünya üretiminin % 75'i, 1982'de yarısından azı. ABD'de (8 0001) petrol şirketleri uranyum çıkarma işiyle yakından ilgilendiler; Batı ABD'deki maden ve taş ocakları (VVyoming ve Colorado eyaletiy-le Utah eyaleti sınırındaki Colorado platosu) ABD üretiminin büyük bölümünü sağlamaktadır. 1930'dan beri uranyum üretilen Kanada'da (7 5001), üretimin büyük bölümü Huron gölünün kuzey kıyısındaki Elliot Lake'te gerçekleştirilir. Afrika' nın uranyum üretimi, Batı Avrupa devletlerinin yatırımları sayesinde, son yıllarda gelişti: 15 0001. Afrika'daki uranyum üretiminin büyük bölümü Güney Afrika'dan, Namibya'dan (4 000 t'a yakın) ve özellikle de Güney Afrika Cumhuriyeti'nden (6 0001; burada uranyum, Transvaal'in güneyindeki ve Orange eyaletinin ortasındaki altın madenlerindeki gang artıklarından elde edilir) çıkarılır. Gabon (1 000 t) ve özellikle de Nijer (4 300 t) Afrika ülkeleri arasındaki öbür önemli uranyum üreticileridir. Batı Avrupa ükelerinde (AFC, İspanya, Portekiz ve özellikle de Fransa [3 200 t]) 3 7001 uranyum çıkarılır. Avustralya'daki Öueensland'dan 4 500 t uranyum elde edilir. Toplam uranyum rezervi (sosyalist ülkeler dışında), 1,6-1,7 Mt dolayındadır: günümüzdeki üretim hızıyla, yaklaşık kırk yıl sonra uranyum tükenecektir. Ama yeni uranyum yatakları arama çalışmaları sürmektedir.

Uranyum Yatakları Nasıl Saptanır? jeokimyasal açıdan uranyum aranması, jeokronoloji
Uranyum, magma kristalleşmesi sırasında artık sıvı içinde birikir ve çok farklılaşmış (başkalaşıma uğramış) kayaçların yan minerallerinde (apatit, zirkon, sfen, allanit) bol miktarda bulunur. Hidrotermal olaylar uranyum dağılımını önemli ölçüde etkiler. Üstelik bu element yüzey ve altyüzey ayrışmasına karşı oldukça duyarlıdır.Yaklaşık % 80'i suyla yıkanarak sürüklenebilir. Bu yeniden dağılma olayları, cevher oranlarında karşılaşılan heterojenliği açıklar. Uranyum yatakları genellikle radyometri yoluyla saptanır; ancak suların, toprakların ya da alüvyonların jeokimyasal açıdan aranması daha başarılı sonuçlar verebilir. Uranyum izotoplarının bozunmasından kayaçların yaşının belirlenmesinde yararlanılır.

Fotoğrafçılıkta Uranyum Kullanımı
Uranyum tuzları ve özellikle uranyum nitrat, klişeleri koyulaştırmak ve fotoğraf baskılarını banyo etmek için kullanılır.