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Uranio

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El 6 de agosto de 1945, una bomba desde el cielo sobre la ciudad japonesa de Hiroshima. Menos de un minuto después, todo a una milla de la detonación de la bomba se borró. Una tormenta de fuego masiva destruyó rápidamente kilómetros a la redonda, matando a decenas de miles de personas.

Este fue el primer uso de una bomba atómica en la guerra, y utilizó un elemento famoso para su elaboración: el uranio. Este metal radiactivo es único ya que uno de sus isótopos, el uranio-235, es el único isótopo de origen natural capaz de mantener una reacción de fisión nuclear. (Un isótopo es una versión del elemento con un número diferente de neutrones en su núcleo). A continuación les mostramos la respuesta a la pregunta ¿Qué es el Uranio?

¿Qué es el Uranio?

El uranio es un átomo raro, no solo en la Tierra sino también en el espacio y en otros planetas. No hay mucho uranio en el mundo. Eso es porque, como el plomo o el oro, el uranio solo se forma dentro de las explosiones de supernovas. Debido a que los átomos de uranio tienen tantos protones y neutrones en ellos, no se forman con mucha facilidad. El uranio es el átomo más pesado que ocurre en la naturaleza.

El uranio  tiene 92 protones y 92 electrones. Los electrones se alinean en siete anillos como este: 2 electrones en el primer anillo, 8 electrones en el segundo anillo, 18 electrones en el tercer anillo, 32 electrones en el cuarto anillo, 21 electrones en el quinto anillo, 9 electrones en el sexto anillo, y 2 electrones en el séptimo anillo. Seis de estos electrones son electrones de valencia, lo que significa que es fácil para ellos saltar a otros átomos. Por lo tanto, es fácil para los átomos de uranio formar moléculas, tanto entre sí como con otros tipos de átomos como el carbono. Cuando el uranio entra en contacto con el oxígeno en el aire, se oxida, al igual que el hierro, pero la oxidación del uranio es negra y no roja.

Al igual que otros átomos pesados ​​como el hierro, los átomos de uranio tienen más neutrones que protones. No todos los átomos de uranio tienen la misma cantidad de neutrones. Tienen entre 141 y 146 neutrones, generalmente 143 o 146 neutrones. Los átomos de uranio son tan pesados ​​que son inestables. Incluso la fuerza nuclear fuerte tiene problemas para mantener unidos a todos sus protones y neutrones, y con frecuencia pierden algunos protones y neutrones que se disparan. Llamamos a esto radiactividad.

Mineral de uranio
Mineral de uranio

Debido a que tienen tantos neutrones, los átomos de uranio también pueden separarse fácilmente en dos átomos más livianos, especialmente si es golpeado por otros neutrones que entran en él. Pueden separarse en varios átomos diferentes, pero generalmente obtienes otros átomos raros como el criptón, el bario, el estroncio o el xenón. No muchos tipos de átomos pueden hacer esto. Cuando un átomo de uranio se rompe, necesita menos energía para mantener unidos a los dos nuevos átomos más pequeños, y esta energía se dispara en forma de calor. Llamamos a esto fisión. Cada vez que se produce una reacción de fisión en un trozo de uranio, cada vez que un átomo de uranio se rompe, dispara energía que choca con otros átomos de uranio y los separa, lo que desencadena una reacción en cadena que puede provocar una gran explosión. . Esa es una bomba nuclear.

(El hombre que descubrió el uranio lo nombró por el planeta Urano, pero en realidad no tiene nada que ver con Urano).

Aplicaciones del uranio

Debido a que el radioisótopo U-235 libera tanta energía, puede usarse como combustible nuclear, es decir, para la generación eficiente de energía en centrales nucleares o en armas nucleares devastadoramente poderosas. Sin embargo, el uranio tiene muchos otros usos. Debido a que es 18.7 veces más densa que el agua, a menudo se usa como lastre en aviones y barcos. El U-235 es muy raro, pero el U-238 es mucho más común y se puede convertir en plutonio para la generación de energía. Además, se usa un radioisótopo de plutonio en detectores de humo domésticos.

Otros radioisótopos se usan en la radioterapia y la esterilización gamma en medicina; Uno de cada dos individuos en el mundo occidental se beneficiará de la medicina nuclear en su vida.

 

El átomo del Uranio

En una escala ordenada de acuerdo con la masa creciente de sus núcleos, el uranio es uno de los elementos naturales más pesados ​​(el hidrógeno es el más ligero). Como se mencionó anteriormente, el uranio es 18.7 veces más denso que el agua. Como otros elementos, el uranio se presenta en varias formas ligeramente diferentes conocidas como “isótopos”. Estos isótopos difieren entre sí en el número de partículas descargadas (neutrones) en el núcleo. El uranio natural que se encuentra en la corteza terrestre es una mezcla en gran parte de dos isótopos: el uranio-238 (U-238), que representa el 99,3% y el uranio-235 (U-235) alrededor del 0,7% .

Átomo de UranioEl isótopo U-235 es importante porque bajo ciertas condiciones se puede dividir fácilmente, produciendo mucha energía. Por lo tanto, se dice que es “fisible” y usamos la expresión “fisión nuclear”. Mientras tanto, como todos los isótopos radiactivos, se descomponen. El U-238 se descompone muy lentamente, su vida media es aproximadamente la misma que la edad de la Tierra (4500 millones de años). Esto significa que es apenas radiactivo, menos que muchos otros isótopos en rocas y arena. Sin embargo, genera 0.1 vatios / tonelada como calor de descomposición y esto es suficiente para calentar el núcleo de la Tierra. U-235 se descompone ligeramente más rápido.

Isótopos del Uranio

Isótopos Peligro Forma de desintegración Vida media radiactiva en años Emisor GAMMA
U232 Enorme Alfa 73,6 0,0477g
U233 Muy grande Alfa 162000 105,50g
U234 Muy grande Alfa 247000 161,55g
U235 Grande Alfa 710000000 466,37Kg
U236 Grande Alfa 23900000 15,765744Kg
U238 Medio Alfa 4510000000 3000,2543Kg

 

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