Uranov oksid je oblik elementarnog urana, radioaktivnog minerala koji se nalazi u prirodi. Pojavljuje se kao oksid kao rezultat izloženosti minerala kisiku, često u zraku, ali ponekad kao rezultat kemijske manipulacije u laboratoriju. U svom oksidnom obliku to je grubi prah kristalne strukture, a često je crne, sive ili žućkasto-smeđe boje; puno ovisi o prirodi tla na kojem je iskopano i drugim čimbenicima okoliša. Ponekad se naziva i uraninit, a formalno se smatra “rudom” elementarnog urana. To je glavni izvor za komercijalnu ekstrakciju urana, koji ima brojne namjene kao gorivo, ali i kao eksploziv. Obično se kopa iz hidrotermalnih venskih naslaga i sedimentnih stijena, kao što je pješčenjak, a može se dobiti i kao nusproizvod iskopavanja zlata i srebra.
Osnovna svojstva
Uran je metalni kemijski element koji je slabo radioaktivan i ima najveću atomsku težinu od svih prirodnih elemenata. Približno 70% je gušće od olova, ali ima nižu gustoću u usporedbi sa zlatom. Uran ima širok raspon i vojnih i civilnih primjena, ponajviše u nuklearnoj tehnologiji zbog svoje sposobnosti da proizvede trajnu nuklearnu lančanu reakciju.
Prerada i oksidacija
Prva faza prerade uključuje mljevenje uranove rude i dodavanje vode, dok ne postigne konzistenciju mulja. Željezov sulfat se koristi za oksidaciju uranove rude, koja se otapa u sumpornu kiselinu. Ova tekućina bogata uranom se odvaja i stavlja u kontakt s posebnim smolnim kuglicama koje apsorbiraju ione urana. Kiselinsko pranje koristi se za uklanjanje elementa iz kuglica, stvarajući otopinu koja je vrlo koncentrirana.
Organsko otapalo se pomiješa s otopinom urana, koja se zatim pomiješa s amonijevim sulfatom. To dovodi do taloženja tvari poznate kao amonijev diuranat, u biti mješavine otopine oksida i amonijaka. Amonijev diuranat se zatim zgušnjava i uklanja iz otopine pomoću rotirajućih filtera kao žuta pasta. Ova pasta se zatim prži kako bi se uklonili svi tragovi amonijaka, ostavljajući za sobom uranijev oksid.
Obogaćena proizvodnja goriva
Spoj se može dalje obraditi u obogaćeno gorivo, koje je zatvoreno u metalne gorivne šipke koje su ugrađene u nuklearne reaktore za proizvodnju topline i pare potrebne za proizvodnju električne energije. Nusproizvod ovog procesa obogaćivanja je oksid osiromašenog urana, koji više nije radioaktivan. Zbog svoje velike gustoće, nakon iscrpljivanja može se koristiti u aplikacijama gdje velike mase moraju stati u male prostore, kao što su helikopterske protuutege i kobilice za jahte, a također se koristi u konstrukciji zaštite od zračenja, jer je mnogo učinkovitiji od olova. Osiromašeni oksidi se također mogu koristiti kao bojila u staklarskoj i keramičkoj industriji.
Eksplozivna svojstva
Sirovi uranijev oksid vrlo je eksplozivan i radioaktivan, što ga tradicionalno čini korisnim kao komponenta u određenim bombama i drugim detonacijskim napravama. Nije uvijek stabilan i obično se mora koristiti velika opreznost pri rukovanju njime, što ga može učiniti manje atraktivnom opcijom od alternativa, od kojih su mnoge danas lakše dostupne. Tijekom Drugog svjetskog rata, nacističke trupe su navodno skladištile kompleks, očito za korištenje u atomskim bombama, a vjeruje se i da su tijekom tog vremena isporučile ogromne količine praha svojim saveznicima.
Radijacijski i zdravstveni rizici
Opsežna izloženost bilo kojem radioaktivnom materijalu predstavlja određene zdravstvene rizike, a uran i njegove rude nisu iznimka. Udisanje čestica prašine i jedenje hrane koja je došla u kontakt s oksidom može uzrokovati brojne probleme, od kojih su najneposredniji poteškoće s disanjem, uključujući kolaps pluća i zatajenje organa. Znanstvenike i istraživače koji redovito rade s tom tvari također se obično potiče da nose zaštitnu odjeću i opremu kako bi izbjegli dugotrajni kontakt s radioaktivnim valovima koje kemikalija emitira. Nuspojave izloženosti obično nisu trenutne, ali mogu uključivati razvoj naprednih zdravstvenih problema, uključujući razne vrste raka.