A importância e aplicações do Urânio no cotidiano

Urânio

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( ²³⁸U₉₂ ) O urânio (homenagem ao planeta Urano) é um elemento químico de símbolo U e 

de massa atômica igual a 238 u apresenta número atômico 92 (92 prótons e 92 elétrons).

À temperatura ambiente, o urânio encontra-se no estado sólido. É um elemento metálico radioativo pertencente à família dos actinídeos.

Foi descoberto em 1789 pelo alemão Martin Klaproth. Foi o primeiro elemento onde se descobriu a propriedade da radioatividade.

O Urânio é utilizado em indústria bélica (bombas atômicas e no secundário para bombas de hidrogênio) e como combustível em usinas nucleares para geração de energia elétrica.

Características principais

Minério de urânio

Quando refinado o urânio é branco metálico, pouco radioativo, com uma radioatividade ligeiramente maior que a do aço, fortemente eletropositivo e pobre condutor eletrico. É maleavel, ductil e levemente paramagnético, fica muito denso, sendo 70% mais denso que o chumbo e pouco menos denso que o ouro. O urânio metalico reage com todos os elementos não metálicos e seus respectivos compostos, a reatividade aumenta com a temperatura. Ácido clorídrico e ácido nítrico corroem o urânio, mas o acidos não oxidantes o dissolvem muito lentamente, quando dissolvido pode reagir com agua fria, se exposto ao ar ele formara uma escura camada de dióxido de urânio.

O urânio é o último elemento químico natural da tabela periódica. É o átomo com o núcleo mais pesado que existe naturalmente na Terra: contem 92 prótons e 135 a 148 nêutrons. Quando puro, é um sólido, metálico eradioativo, muito duro e denso, de aspecto cinza a branco prateado, muito semelhante à coloração do níquel.

Pensava-se que a uraninita era um minério de zinco, ferro ou tungstênio. No entanto, Klaphroth, em 1789, comprovou a existência de uma "substância semi-metálica" nesse minério. Chamou ao metal "urânio" em honra à descoberta feita por Herschel em 1781 do planeta Urano. Mais tarde, Péligot provou que Klaphroth apenas tinha conseguido isolar o óxido e não o metal e em 1842 conseguiu isolar o urânio metálico. O urânio foi o primeiro elemento no qual se descobriu a propriedade da radioatividade. Esta descoberta foi feita por Antoine Henri Becquerel em 1896.

Fissão

Em 1934, Enrico Fermi e os seus colaboradores observaram que o bombardeamento de urânio com nêutrons, produzia emissão de partículas alfa. Esta reação só seria explicada em 1938, por Otto Hahn e Fritz Strassmann. Estes investigadores concluíram que o urânio bombardeado com nêutrons dava origem a isótopos de elementos mais leves, como o criptônio ou o bário, por fissão do seu núcleo, liberando-se uma grande quantidade de energia. Entretanto, Fermi sugeriu que a fissão produzia novos nêutrons que poderiam originar novas fissões noutros núcleos e assim tornar a reação auto-sustentada. Este fato foi comprovado por F. Joliot, Leo Szilard e H.L. Anderson, em 1939.

A primeira reação nuclear de fissão auto-sustentada foi realizada por Fermi, na Universidade de Chicago, em dezembro de 1942. Para tal, Fermi e os seus colaboradores, utilizaram 400 toneladas de grafite, seis toneladas de urânio e 58 toneladas de óxido de urânio.

O primeiro teste de uma arma nuclear baseada na fissão do urânio foi realizado em Alamogordo, Novo México, em 16 de julho de 1945.

Ocorrência

Países produtores de urânio

Encontram-se vestígios de urânio em quase todas as rochas sedimentares da crosta terrestre, embora este não seja muito abundante em depósitos concentrados. O minério de urânio mais comum e importante é a uraninita, composta por uma mistura de UO₂ com U₃O₈. O maior depósito do mundo de uraninita situa-se nas minas de Leopoldville no Congo, na África. Outros minerais que contêm urânio são a euxenita, acarnotita, a branerita, a torbernite e a coffinita. Os principais depósitos destes minérios situam-se nos Estados Unidos, Canadá, Rússia eFrança.

Em 1972 foram descobertas em uma mina de urânio em Oklo, no Gabão, fortes evidências de que um reator natural de fissão operou espontaneamente no local há cerca de 2 bilhões de anos atrás.^[1]

Principais ocorrências de urânio no Brasil

O Brasil, segundo dados oficiais das Indústrias Nucleares do Brasil, ocupa a sexta posição no ranking mundial de reservas de urânio^[2] (por volta de 309.000t de U₃O₈). Segundo a empresa, apenas 25% do território nacional foi objeto de prospecção, e as duas principais reservas são a deCaetité (mina Lagoa Real), e a de Santa Quitéria.

Descoberta em 1976, a mina de Caetité é feita a céu aberto, numa das 33 ocorrências localizadas numa faixa com cerca de 80 km de comprimento por 30 a 50 km de largura. Localizada a 20 km da sede do município, o complexo instalado produz um pó do mineral, conhecido por yellow cake. Esta reserva possui um teor médio de 3.000 ppm (partes por milhão), capaz de suprir dez reatores do porte de Angra 2 durante toda sua vida útil.

Aplicações

Civil e exploração espacial

Antes do advento da energia nuclear, o urânio tinha um leque de aplicações muito reduzido. Era utilizado em fotografia e nas indústrias de cabedal (fabricação de peças de couro e sola) e de madeira. Os seus compostos usavam-se como corantes e mordentes (fixadores de cor) para a seda e a lã.

No entanto, a aplicação mais importante do urânio é a energética. Com este fim, utilizam-se apenas três isótopos do elemento (U-234, U-235 e U-238), com mecanismos de reação ligeiramente diferentes, embora o mais utilizado seja o U-235. Na produção de energia nuclear há uma reação de fissão auto-sustentada, que ocorre em um reator, normalmente imerso num tanque com uma substância moderadora e refrigerante - água. A água é aquecida e vaporizada pelo reator, passando em seguida por turbinas que acionam geradores, para assim produzir energia elétrica.

Os reatores nucleares de fissão e decaimento radioativo podem ser bastante compactos, sendo utilizados na propulsão de submarinos, navios de guerra e em algumas sondas espaciais como as dos programas das sondas Cassini-Huygens, Voyager e Pioneer, podendo utilizar outros radioisótopos como o Plutônio-238 em seus reatores de energia.

Militar

O urânio enriquecido é utilizado como material fissil em armas nucleares, podendo tanto ser utilizado no secundário como no primário de bombas termonucleares, ourânio empobrecido por vezes é colocado nos secundarios para que possa sofrer fissão por nêutrons energéticos aumentando o rendimento da arma, a primeira bomba atômica utilizado em guerra foi o Little Boy usada durante a Segunda Guerra Mundial, a outra bomba: o Fat Man utilizava plutônio-239 como o material fissil.

Por suas combinações de alta dureza, alta massa específica (17,3 gramas por centímetro cúbico) e alto ponto de fusão (1132 °C), o urânio também é utilizado na fabricação de projéteis de armas de fogo em substituição ao chumbo, cujas características são: densidade específica de 11,3 g/cm³, baixa temperatura de fusão(327 °C) e baixa dureza (1,5 na escala de Mohs). A utilização do urânio em projéteis de armas de fogo apresenta grandes vantagens técnicas em relação ao chumbo, mas expõe os soldados a um nível elevado de radiação, projeteis de uranio empobrecido foram utilizados durante as guerras do Golfo Persico e das balcãs.

Danos ao ser humano

O urânio produz envenenamento de baixa intensidade (por inalação ou absorção pela pele), com efeitos colaterais, tais como: náusea, dor de cabeça, vômito, diarreia equeimaduras. Atinge o sistema linfático, sangue, ossos, rins e fígado.

Seu efeito no organismo é cumulativo, o que significa que o mineral, por não ser reconhecido pelo ser vivo, não é eliminado, sendo paulatinamente depositado, sobretudo nos ossos. A exposição à radiação pode provocar o desenvolvimento de cânceres. Entre os trabalhadores das minas, são frequentes os casos de câncer de pulmão.

O uso de urânio empobrecido também é apontado como possível causa da síndrome da Guerra do Golfo, que afetou soldados americanos e britânicos que participaram da Guerra do Golfo, em 1991. Mais de dez mil veteranos tiveram doenças misteriosas.

Isótopos

Por causa da grande massa do urânio todos os seus isótopos são radioisótopos pois o tamanho do núcleo desses átomos e grande demais para a interação nuclear forte mante-lo unido então um dia a repulsão eletromagnética entre os prótons ira destruir o átomo, o mais estável é o U-238 e o mais instavel o U-236, a seguir os principais isotopos do urânio.

• Urânio-238, empregado largamente na produção de Pu-239 para as armas nucleares, Pu-238 para RTGs, ele tambem é muito utilizado como projeteis.
• Urânio-235 é utilizado em armas nucleares e reatores devido a sua propriedade de virar U-236 e sofrer fissão logo em seguida se atingido por um nêutron.
• Urânio-234, o urânio-234 não é utilizado nem em armas nucleares nem em reatores pois não é fissil, mas se bombardeado por um nêutron se torna U-235 ideal para ser utilizados nos exemplos ja citados.
• Urânio-233, por ser ser fissil como o urânio-235 ele tambem pode ser empregado como material fissil em armas nucleares, alem disso a fissão de um atomo de U-233 rende mais que a do U-235.
• Urânio-232, como o U-233 e U-235 tambem é fissil, e portanto pode ser utilizado em armas nuclear e reatores, mas pela dificuldade em sua obtenção atualmente so é usado para o proposito de pesquisa.

FONTE:

URÂNIO. In: WIKIPÉDIA, a enciclopédia livre. Flórida: Wikimedia Foundation, 2011. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Ur%C3%A2nio&oldid=24821764>. Acesso em: 17 abr. 2011.