El uranio es un elemento químico de la tabla periódica representado por el símbolo U, cuyo número atómico es 92 y pertenece a la familia de los actínidos.

Es el elemento del núcleo atómico más pesado de la naturaleza.

Los isótopos más conocidos de uranio son: 234U 235U y 238U.

Debido a la radioactividad de este metal, su principal aplicación es generar energía nuclear a través de la fisión de su núcleo. Además, el uranio se usa en la datación de rocas y el armamento nuclear.

Ubicación de uranio en la tabla periódica

Características del uranio

  • Es un elemento radiactivo.
  • Metal denso de alta dureza.
  • Dúctil y maleable.
  • Su coloración es gris plateado.
  • Se encuentra en abundancia en estado sólido.
  • Su átomo es altamente inestable y los 92 protones del núcleo pueden desintegrarse y formar otros elementos químicos.

Propiedades del uranio

Propiedades fisicas

Densidad 18,95 g / cm3
Punto de fusión 1135 ° C
Punto de ebullición 4131 ° C
Dureza 6.0 (escala de Mohs)

Propiedades quimicas

Clasificación Metal de transición interna
Electronegatividad 1.7
Energía de ionización 6.194 eV
Estados de oxidación +3, +4, +5, + 6

¿Dónde se encuentra el uranio?

En la naturaleza, el uranio se encuentra principalmente en forma de minerales. Para explorar las reservas de este metal se estudia el contenido actual del elemento y la disponibilidad de tecnología para realizar extracción y explotación.

Minerales de uranio

Debido a la facilidad de reacción con el oxígeno del aire, el uranio generalmente se encuentra en forma de óxidos.

Mena Composición
Pitchblenda U3El8vo
Uraninita OU2

Uranio en el mundo

El uranio se puede encontrar en muchas partes del mundo, caracterizándose como un mineral común porque está presente en la mayoría de las rocas.

Las mayores reservas de uranio se encuentran en los siguientes países: Australia, Kazajstán, Rusia, Sudáfrica, Canadá, Estados Unidos y Brasil.

Uranio en Brasil

Aunque no todo el territorio brasileño ha sido prospectado, Brasil ocupa la séptima posición en el ranking mundial de reservas de uranio.

Las dos reservas principales son Caetité (BA) y Santa Quitéria (CE).

Isótopos De Uranio

Isótopo Abundancia relativa Media vida Actividad radiactiva
Uranio-238 99,27% 4,510,000,000 años 12,455 Bq.g-1
Uranio-235 0,72% 713 millones de años 80.011 Bq.g-1
Uranio-234 0.006% 247,000 años 231×106to Bq.g-1

Debido a que es el mismo elemento químico, todos los isótopos tienen 92 protones en el núcleo y, en consecuencia, las mismas propiedades químicas.

Aunque los tres isótopos tienen radiactividad, la actividad radiactiva es diferente para cada uno de ellos. Solo el uranio 235 es un material fisionable y, por lo tanto, útil en la producción de energía nuclear.

Serie de uranio radiactivo

Los isótopos de uranio pueden sufrir descomposición radiactiva y generar otros elementos químicos. Lo que sucede es una reacción en cadena hasta que se forma un elemento estable y cesan las transformaciones.

En el siguiente ejemplo, la desintegración radiactiva del uranio-235 termina con el plomo-207 como el último elemento de la serie.

Este proceso es importante para determinar la edad de la tierra midiendo la cantidad de plomo, el último elemento de la serie radiactiva, en ciertas rocas que contienen uranio.

Historia del uranio

Su descubrimiento se produjo en el año 1789 por el químico alemán Martin Klaproth, quien lo nombró en honor al planeta Urano, también descubierto en esa época.

En 1841, el químico francés Eugène-Melchior Péligot aisló por primera vez el uranio mediante una reacción de reducción de tetracloruro de uranio (UCl).4 4) utilizando potasio.

Solo en 1896, el científico francés Henri Becquerel descubrió que este elemento tenía radiactividad al realizar experimentos con sales de uranio.

Aplicaciones de uranio

Energía nuclear

Esquema de operación de una central nuclear.

El uranio es una fuente alternativa de energía para los combustibles existentes.

El uso de este elemento para diversificar la matriz energética se debe al aumento en el precio del petróleo y el gas, así como a la preocupación ambiental con la liberación de CO2 en la atmósfera y el efecto invernadero.

La producción de energía ocurre por la fisión del núcleo de uranio-235. Una reacción en cadena se produce de manera controlada y las numerosas transformaciones que experimenta el átomo son la liberación de energía que impulsa un sistema generador de vapor.

El agua se transforma en vapor cuando recibe energía térmica y hace que las turbinas del sistema se muevan y generen electricidad.

Transformación de uranio en energía.

La energía liberada por el uranio proviene de la fisión nuclear. Cuando un núcleo más grande se descompone, se libera una gran cantidad de energía en la formación de núcleos más pequeños.

En este proceso, se produce una reacción en cadena que comienza con un neutrón que golpea un núcleo grande y lo divide en dos núcleos más pequeños. Los neutrones liberados en esta reacción causarán la fisión de otros núcleos.

Al ser golpeado por un neutrón, el uranio-235 se divide en dos núcleos más pequeños y libera 3 neutrones.

La energía liberada en esta reacción es 2.1010 kJ / mol. En la combustión de etanol, la energía liberada es de 98 kJ / mol. Ante esto, podemos ver la magnitud de este proceso, cuya energía producida es casi un billón de veces mayor que una reacción de combustión.

Energía nuclear en Brasil

Brasil tiene dos plantas nucleares que usan uranio enriquecido. Están ubicados en el municipio de Angra dos Reis (RJ).

Según Eletronuclear, una compañía que opera plantas de energía termonuclear en Brasil, Angra 1 tiene una capacidad de 657 megavatios de electricidad, mientras que Angra 2 puede generar 1.350 megavatios de electricidad.

Datación radiométrica

Origen de nuevos elementos a partir de un elemento radiactivo.

En la datación radiométrica, las emisiones radiactivas se miden de acuerdo con el elemento generado en la desintegración radiactiva.

Conociendo la vida media del isótopo, es posible determinar la edad del material calculando cuánto tiempo tomó formar el producto encontrado.

Los isótopos de uranio 238 y uranio 235 se usan para estimar la edad de las rocas ígneas y otros tipos de datación radiométrica.

Bomba atómica

Liberación de energía en una bomba atómica

En la segunda guerra mundial Se utilizó la primera bomba atómica que contenía el elemento uranio.

Con el isótopo de uranio-235, se inició una reacción en cadena a partir de la fisión del núcleo, que en una fracción de segundo generó una explosión debido a la extremadamente poderosa cantidad de energía liberada.

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