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Home Chimica

Uranio

Elemento piroforico del blocco f e del 7° Periodo

di Chimicamo
28 Gennaio 2023
in Chimica, Chimica Generale
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uranio

uranio

L’uranio è presente in natura per il 2∙10-4 %,  ha numero atomico 92, peso atomico 238.07 ed è un elemento del blocco f e del 7° Periodo . Esso è uno dei metalli con più alta densità ( ~ 19 g/cm3) insieme all’oro e ai metalli del gruppo del platino.

Sommario nascondi
1 Storia
2 Minerali
3 Decadimento radioattivo
4 Uranio impoverito

Il metallo, se finemente suddiviso, è piroforico ovvero se è portato a contatto con l’aria si incendia. La sua superficie è del colore dell’acciaio se laminata di fresco, lasciato all’aria si ricopre di uno strato nero di ossidi.

L’uranio esiste in tre forme allotropiche: uranio α, rombico stabile fino alla temperatura di 668°C; da 668°C a 774 °C è stabile la fase β tetragonale; a più alte temperature è stabile la fase γ cubica a corpo centrato che fonde alla temperatura di 1133 °C.

  Allotropia

Storia

La scoperta dell’ossido UO3 risale al 1789 quando Klaproth riuscì a separarlo dal minerale pechblenda. Lo riconobbe come ossido di un nuovo elemento  chiamato Uranio in onore alla scoperta del pianeta Urano che era avvenuta quell’anno.

Per riduzione del tetracloruro di uranio anidro trattato con potassio fu ottenuto allo stato puro nel 1841 da Peligot. L’elemento non trovò utilizzo se non per conferire il colore giallo a smalti e vetri  fino alla messa a punto della fissione nucleare.

L’uranio si trova in maggior quantità nelle rocce acide, specie nei graniti, mentre nelle rocce basiche quali i basalti è contenuto in minor percentuale.

Minerali

Numerosi sono i minerali   utilizzati per la sua estrazione; essi si suddividono, secondo i metodi di estrazione in tre categorie:

1)      Minerali in cui l’uranio è contenuto nel grado di ossidazione 4. A questa categoria appartengono l’uraninite UO2 e i silicati coffinite U(SiO4)1-n(OH)4n e uranotorite Th1-nUnSiO4 dove n è minore di 1

2)      Minerali in cui l’uranio è contenuto nel grado di ossidazione + 6. E’ la categoria a cui appartiene il maggior numero di minerali tra cui si annovera la tyuyamunite, la carnotite e la davidite

3)      Minerali di uranio associati a sostanze organiche o presenti in rocce fosfatiche.

L’uranio naturale è costituito da una miscela di tre isotopi:

Uranio % Tempo di dimezzamento
U238 99.28 4.5 ∙ 109 anni
U235 0.71 8 ∙ 108 anni
U234 0.005 2 ∙ 105 anni

 

Il solo isotopo che subisce la fissione a causa di neutroni lenti  è l’uranio-235.

Decadimento radioattivo

Dall’uranio-238 si può ottenere per cattura di neutroni e decadimento radioattivo un altro materiale fissile ovvero il plutonio-239:

238U + n → 239U → 239Pu + β–

Generalmente il combustibile nucleare è costituito da una miscela di isotopi dell’uranio arricchita in uranio- 235.

Per effettuare questo arricchimento il sistema più impiegato è quello che sfrutta la diffusione gassosa. Esso si basa sulla diversa velocità di diffusione di composti volatili sotto forma di esafluoruro di uranio, UF6 dei vari isotopi. Esiste, infatti, una relazione che lega la velocità di diffusione alla massa degli isotopi secondo la legge di Graham:

V1/V2 = √ M2/M1

Il procedimento consiste nel far diffondere l’esafluoruro attraverso varie membrane porose al di là delle quali si ha arricchimento progressivo della specie isotopica più leggera. Il fattore di arricchimento è molto piccolo e quindi bisogna procedere a un elevato numero di diffusioni operando anche in controcorrente.

Uranio impoverito

Il materiale di scarto ottenuto dal procedimento di arricchimento dell’uranio è il cosiddetto uranio impoverito costituito principalmente da 238U che presenta una minore attività specifica dell’uranio naturale.

Si ritenne che nella forma impoverita impoverito, in quanto piroforo, potesse trovare utilizzo in bombe ad elevata penetrazione che avevano costi molto bassi dal momento che veniva utilizzato un materiale di scarto. Tali bombe furono usate in Bosnia Erzegovina, Serbia e Kosovo nel 1995 e nel 1999. Dopo poco tempo molti tra i militari italiani in missione nei Balcani sono stati colpiti da tumori e sono seguite lunghe battaglie giudiziarie miranti al riconoscimento quanto meno di un indennizzo ai militari ammalatisi. Sono seguite molte sentenze di condanna ai danni dello Stato ma ai familiari dei ragazzi morti non rimarrà che un pugno di euro e nessuno potrà ridare la vita a giovani che sono stati esposti a radiazioni dimostratesi fatali

Tags: Elementi del 7° PeriodoElementi del blocco fesafluoruro di uraniolegge di Grahamplutonio

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Il Progetto Chimicamo

Massimiliano Balzano, ideatore e creatore di questo sito; dottore di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso l’Università Federico II di Napoli. Da sempre amante della chimica, è cultore della materia nonché autodidatta. Diplomato al Liceo Artistico Giorgio de Chirico di Torre Annunziata.


Maurizia Gagliano, ha collaborato alla realizzazione del sito. Laureata in Chimica ed iscritta all’Ordine professionale. Ha superato il concorso ordinario per esami e titoli per l’insegnamento di Chimica e Tecnologie Chimiche. Docente.

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