Urāna oksīds ir elementāra urāna forma, dabā sastopams radioaktīvs minerāls. Tas parādās kā oksīds, jo minerāls ir pakļauts skābekļa iedarbībai, bieži vien gaisā, bet dažreiz ķīmisku manipulāciju rezultātā laboratorijā. Oksīda formā tas ir rupjš pulveris ar kristālisku struktūru, un tas bieži ir melns, pelēks vai dzeltenbrūns; daudz kas ir atkarīgs no augsnes īpašībām, kur tā tika iegūta, un citiem vides faktoriem. To dažreiz sauc arī par uranītu un formāli uzskata par elementārā urāna “rūdu”. Tas ir galvenais urāna komerciālās ieguves avots, ko var izmantot kā degvielu un arī kā sprāgstvielu. To parasti iegūst no hidrotermiskām vēnu atradnēm un nogulumiežiem, piemēram, smilšakmens, un to var arī atgūt kā zelta un sudraba ieguves blakusproduktu.
Pamatīpašības
Urāns ir metālisks ķīmiskais elements, kas ir vāji radioaktīvs un kam ir lielākais atomsvars no visiem dabiski sastopamajiem elementiem. Tas ir aptuveni par 70% blīvāks nekā svins, taču tam ir mazāks blīvums salīdzinājumā ar zeltu. Urānam ir plašs gan militāro, gan civilo lietojumu klāsts, jo īpaši kodoltehnoloģijās, jo tas spēj radīt ilgstošu kodolenerģijas ķēdes reakciju.
Apstrāde un oksidēšana
Pirmais apstrādes posms ietver urāna rūdas sasmalcināšanu un ūdens pievienošanu, līdz tā sasniedz dubļu konsistenci. Dzelzs sulfātu izmanto, lai oksidētu urāna rūdu, kas tiek izšķīdināta sērskābē. Šis ar urānu bagātais šķidrums tiek atdalīts un novietots saskarē ar īpašām sveķu lodītēm, kas absorbē urāna jonus. Lai noņemtu elementu no lodītēm, tiek izmantota skābes mazgāšana, radot ļoti koncentrētu šķīdumu.
Organisko šķīdinātāju apvieno ar urāna šķīdumu, ko pēc tam sajauc ar amonija sulfātu. Tas noved pie vielas, kas pazīstama kā amonija diuranāts, nogulsnēšanās, būtībā oksīda šķīduma un amonjaka maisījums. Pēc tam amonija diuranātu sabiezina un izņem no šķīduma, izmantojot rotējošus filtrus kā dzeltenu pastu. Pēc tam šo pastu apgrauzdē, lai noņemtu visas amonjaka pēdas, atstājot urāna oksīdu.
Bagātinātas degvielas ražošana
Savienojumu var tālāk pārstrādāt bagātinātā kurināmā, kas ir noslēgts metāla degvielas stieņos, kas ir ievietoti kodolreaktoros, lai ražotu siltumu un tvaiku, kas nepieciešams elektroenerģijas ražošanai. Šī bagātināšanas procesa blakusprodukts ir noplicinātā urāna oksīds, kas vairs nav radioaktīvs. Augstā blīvuma dēļ, kad tas ir noplicināts, to var izmantot lietojumos, kur lielām masām ir jāietilpst nelielās telpās, piemēram, helikopteru pretsvaros un jahtu ķīļos, kā arī tiek izmantots radiācijas vairogu konstrukcijā, jo tas ir daudz efektīvāks par svinu. Noplicinātos oksīdus var izmantot arī kā krāsvielas stikla un keramikas rūpniecībā.
Sprādzienbīstamas īpašības
Neapstrādāts urāna oksīds ir ļoti sprādzienbīstams, kā arī radioaktīvs, kas tradicionāli ir padarījis to noderīgu kā sastāvdaļu noteiktās bumbās un citās detonatīvās ierīcēs. Tas ne vienmēr ir stabils, un parasti ar to jārīkojas ļoti uzmanīgi, tāpēc tas var kļūt mazāk pievilcīgs nekā alternatīvas, no kurām daudzas mūsdienās ir vieglāk pieejamas. Otrā pasaules kara laikā tika apgalvots, ka nacistu karaspēks bija uzkrājis savienojumu, acīmredzot, lai to izmantotu atombumbās, un tiek uzskatīts, ka šajā laikā saviem sabiedrotajiem ir nosūtījis milzīgu daudzumu pulvera.
Radiācija un veselības riski
Plaša jebkura radioaktīva materiāla iedarbība rada noteiktus veselības apdraudējumus, un urāns un tā rūdas nav izņēmums. Putekļu daļiņu elpošana un pārtikas ēšana, kas ir nonākusi saskarē ar oksīdu, var izraisīt vairākas problēmas, no kurām vistiešākā ir elpošanas grūtības, tostarp plaušu kolapss un orgānu mazspēja. Zinātnieki un pētnieki, kuri regulāri strādā ar šo vielu, arī parasti tiek mudināti valkāt aizsargapģērbu un apģērbu, lai izvairītos no ilgstošas saskares ar radioaktīvajiem viļņiem, ko izstaro ķīmiskā viela. Iedarbības blakusparādības parasti nav tūlītējas, bet var ietvert progresējošu veselības problēmu attīstību, tostarp dažādus vēža veidus.