Uranyum Elementi Nedir? Genel Özellikleri Nelerdir?

Uranyum elementi radyoaktif ve kimyasal bir elementtir. Radyoaktiflik seviyesi yüksek olarak bilinmektedir. Uranyum elementi birçok kayaç üzerinde bulunabilmektedir, ancak yalnızca Uraninit ve Karnotit mineralleri üzerinde büyük miktarda bulunmaktadır. Ayrıca linyit kömürlerinden, monazit kumundan ve linyit kömürlerinden de Uranyum elde edilebilmektedir. Uranyum elementi yüzyıllar süresince sır ve camlara renk katmak amacıyla turuncu ve sarı renkli pigmenler olarak kullanılmıştır. Fakat Uranyum elementinin içerisinde ki radyoaktivite keşfedildikten sonra nükleer reaktörlerde kullanılmaya başlanmıştır. Aynı zamanda Uranyum’un bombalarda nükleer tepkimeler yapabilen bir yakıt olarak kullanılmaya başlandığı gözlemlenmiştir. Uranyum elementi çok yüksek yoğunluğa sahip bir element olarak bilinmektedir. Kurşun elementinden %65 daha yoğuni aynı zamanda çeliğe göre çok daha yumuşak olarak tasvir edilmektedir. 3 adet allotropu mevcuttur. Uranyum elementi ısı verildiğinde yanmakta ve kolayca yükseltgenebilmektedir. Kükürt, azot ve klor ile çok kolay birleşebilmektedir.  Uranyum elementi sülfürik asit ve hidroklorik asit içerisinde kolaylıkla çözünebilen bir metaldir. Bu çözünme sonucunda 4 adet Uranyum tuzu oluşturmaktadır.

Uranyum Elementinin Enerji Miktarı ve Atomik Yapısı

Uranyum elementi radyoaktif bir madde olduğundan sıklıkla Uranyum dioksit biçiminde ki nükleer enerji endüstrisinde elektrik üretimi için kullanılmaktadır. Verilere göre yalnızca 1 gram Uranyum elementinin ürettiği enerji miktarı yaklaşık olarak 3 ton kömür veya 2 ton petrolün yakılmasıyla elde edilmektedir. Uranyum elementinin en yaygın bilinen izotopu 238Uranyum’dur. Aynı zamanda bu izotop nükleer reaktörlerde yakıt olarak kullanılan ve parçalara ayrılabilen bir izotop olan 239Plütonyuma dönüştürülmektedir. Doğal ortamda oluşmasa dahi, 232Toryum’un nötronlar ile bombalanması sebebiyle elde edilen 233Uranyum’da aynı şekilde nükleer reaktörlerde yakıt olarak kullanabilen ve parçalanabilen bir maddedir. 238 uranyum izotopu yarı ömrü yaklaşık 4.468 milyon yıl olan en kararlı uranyum izotopu olarak bilinir. Bu izotop Alfa bozunması yaşarsa veya füzyona uğrarsa 234Toryum’a dönüşebilmektedir.

Uranyum Elementinin Periyodik Tabloda Yeri ve Kimyasal Özellikleri Nedir?

Uranyum elementinin Dünya tarafından kabul görmüş sembolü “U” olarak bilinmektedir. Atom numarası 92’dir. Uranyum elementi nadir elementler grubunda yer almaktadır. Sahip olduğu kristal yapısı ise ortorombik yapıdır. Atom ağırlığı ise 238,0289 dur. En yaygın kimyasal özellikleri ise; proton sayısı 92, nötron sayısı 146, ve elektron sayısı 92 olarak bilinmektedir. Elekkronlarının enerji seviyeleri sırasıyla 2,8,18,32,21,9,2 olarak adlandırılır.  Elektronik düzenleme [Rn] 5f3 6d1 7s2’dir.Uranyum elementinin değerlilik yani diğer bir adıyla valans değeri ise 2,3,4,5,6 değerlerini alabilmektedir. Uranyum elementi yoğun, gümüşe yakın beyaz renkte metalik bir elementtir. Uranyum elementinin periyodik tabloda yeri 3B grubunda yani Aktinitler grubunda yer almaktadır. Bulunduğu periyot ise 7. periyottur. Uranyum elementine ait erime noktası 1132 derece, kaynama noktası 3818 derece’dir.  Ayrıca Uranyum’a ait iyonlaşma enerjisi 584 (kj/mol)’dür.  Uranyum elementinin kovalent bağ yarıçapı 1.42A, elektronegatiflik değeri ise1,38’dir.  Uranyum elementinin bir diğer özelliği yalnız 1 adet iyonizasyon potansiyeli bulunmasıdır. Ve bu değer 6.1941V olarak bilinmektedir.

Uranyum elementinin sahip olduğu iyonik yarıçap değeri .81 (+6) A’dir. Uranyum elementine ait kararlı izotoplar olmamakla beraber bozunabilme şekillerinden biri de Alfa emisyonuna uğramasıdır. Uranyum’un sahip olduğu yoğunluk miktarı 18,9g/cm3 olarak bilinmektedir, özgül ısı miktarı ise 0.12 J/gK olarak bilinmektedir. Uranyum elementi atomsal parçalama yaşarsa açığa tadyum çıkarmaktadır. Uranyum elementine ait diğer niteliklerden bazıları buharlaşma ısısı 477kJ/mol ve füzyon ısısının 8,520kJ/mol olarak bilinmesidir. Uranyum insan vücudunda da eser miktarda bulunan bir elementtir ve bulunma miktarı 1 x 10^-7% olarak bilinmektedir. Manyetiklik niteliği paramanyetik olmasıdır. Sertlik değeri 6 Mohs’tur.

Uranyum Elementinin Tarihçesi ve Keşfi

Uranyum elementinin keşfi Titanyum elementine ismini veren ve Zirkonyum elementinin de kaşifi olan Alman asıllı başarılı kimyager Martin Heinrich Klaproth aracılığıyla 1789 yılında keşfedilmiştir. 1841 yılında ise Fransız kimyager Eugene-Melchior Peligot tarafından izole edilmekte olan Uranyum elementinin radyoaktiflik özelliği keşfedilmiştir. Uranyum elementi için 1934 ve 1940 yılları arasında birden farklı varyasyon için farklı çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Amerika Birleşik Devletleri 1942 yıllarında Uranyum ile yaptığı zenginleştirme çalışmaları ile Uranyum’a nükleer reaktörlerde kullanılan nükleer zincir reaksiyonları uygulamıştır.  Uranyum ve plütonyum kullanılarak üretilen bombalar kitle imha silahlarına dönüştürülmüştür. Birçok insan bu sebeple hastalanmış, sakatlanmış veya radyasyona bağlı zehirlenme yaşayarak ağır rahatsızlıklar yaşamıştır. Sağlık tehditlerinin yanı sıra açığa çıkan tehlikeli radyasyon seviyeleri büyük bir çevre kirliliğine sebep olmuştur. İkinci Dünya Savaşı sonrasında tüm Dünya nükleer enerjiyi barışçıl amaçlarda kullanma konusunda hemfikir olmuş ve Dünya’da zengin Uranyum rezervleri keşfedilmiştir.

Uranyum Elementinin Doğada Bulunması ve Kullanım Alanları

Uranyum elementi yeryüzünün birçok yerinde yaygın olarak bulunmaktadır.  Uranyum elementinin bulunması kayaçların yanı sıra okyanuslarda, meteoritlerde de sıkça rastlanmaktadır. Doğada Uranyum’un ortalama yoğunluğu 2-4mg/L bandında değişkenlik göstermektedir. Varolan diğer elementlere kıyasla neredeyse Kobalt, Kurşun gibi elementlerle aynı miktarda bulunurken; Civa ve Gümüş gibi elementlerden daha fazla miktarda bulunmaktadır. Uranyum elementi silikatlarla kolay bileşik yapan bir elementtir. Uranyum elementinin renklendirmenin yanı sıra son zamanlarda en bilinen kullanım alanı nükleer santrallerde enerji üretimi amacıyla kullanılmaktadır. Uranyum elementi, temel olarak nükleer enerji yakıtının önemli hammaddelerinden bir tanesidir. Türkiye’de en yaygın bilinen Uranyum elementinin rezervleri Manisa (Köprübaşı), Uşak (Fakılı), Aydın (Küçükçavdar), Aydın (Demirtepe), ve Yozgat (Sorgun)’dur. Uranyum elementi yer yüzünde genellikle silikat kayaçların içerisinde bulunmaktadır. Granit, pegmatit vs. gibi asidik halde bulunan kayaçlarda ortalamanın üzerinde bir Uranyum bulunmaktadır. Fakat bazalt gibi bazik özelliği yüksek kayaçlarda ise ortalamanın çok daha altında Uranyum miktarı bulunmaktadır. Dünya üzerinde ki Uranyum elementine ait rezervlerin ise yaklaşık %90’ı bu tip kaynaklardan oluşmaktadır.