Uranov oksid je oblika elementarnega urana, radioaktivnega minerala, ki ga najdemo v naravi. Pojavlja se kot oksid kot posledica izpostavljenosti minerala kisiku, pogosto v zraku, včasih pa kot posledica kemične manipulacije v laboratoriju. V svoji oksidni obliki je grob prah s kristalno strukturo in je pogosto črn, siv ali rumenkasto rjav; veliko je odvisno od narave tal, kjer je bila izkopana, in drugih okoljskih dejavnikov. Včasih se imenuje tudi uraninit in se uradno šteje za “rudo” elementarnega urana. Je glavni vir za komercialno pridobivanje urana, ki se uporablja kot gorivo in tudi kot eksploziv. Običajno se pridobiva iz hidrotermalnih žilnih nahajališč in sedimentnih kamnin, kot je peščenjak, lahko pa se pridobi tudi kot stranski produkt pri pridobivanju zlata in srebra.
Osnovne lastnosti
Uran je kovinski kemični element, ki je šibko radioaktiven in ima največjo atomsko maso od vseh naravnih elementov. Je približno 70 % bolj gost od svinca, vendar ima nižjo gostoto v primerjavi z zlatom. Uran ima široko paleto vojaških in civilnih uporab, predvsem v jedrski tehnologiji zaradi svoje sposobnosti, da povzroči trajno jedrsko verižno reakcijo.
Predelava in oksidacija
Prva faza predelave vključuje mletje uranove rude in dodajanje vode, dokler ne doseže konsistence blata. Železov sulfat se uporablja za oksidacijo uranove rude, ki se raztopi v žveplovo kislino. To tekočino, bogato z uranom, ločimo in postavimo v stik s posebnimi smolnimi kroglicami, ki absorbirajo uranove ione. Za odstranjevanje elementa iz kroglic se uporablja kislinsko pranje, pri čemer se ustvari raztopina, ki je zelo koncentrirana.
Organsko topilo se združi z raztopino urana, ki se nato zmeša z amonijevim sulfatom. To vodi do obarjanja snovi, znane kot amonijev diuranat, v bistvu mešanica raztopine oksida in amoniaka. Amonijev diuranat se nato zgosti in odstrani iz raztopine z uporabo vrtljivih filtrov kot rumena pasta. To pasto nato pražimo, da odstranimo vse sledi amoniaka, pri čemer ostane uranov oksid.
Obogatena proizvodnja goriva
Spojino je mogoče nadalje predelati v obogateno gorivo, ki je zaprto v kovinske gorivne palice, ki so vgrajene v jedrske reaktorje za proizvodnjo toplote in pare, potrebne za proizvodnjo električne energije. Stranski produkt tega procesa obogatitve je osiromašeni uranov oksid, ki ni več radioaktiven. Zaradi visoke gostote se lahko po izčrpanosti uporablja v aplikacijah, kjer se morajo velike mase prilegati v majhne prostore, kot so helikopterske protiuteži in kobilice za jahte, uporablja pa se tudi pri izdelavi zaščite pred sevanjem, saj je veliko bolj učinkovit kot svinec. Osiromašeni oksidi se lahko uporabljajo tudi kot barvila v steklarski in keramični industriji.
Eksplozivne lastnosti
Surovi uranov oksid je zelo eksploziven in radioaktiven, zaradi česar je tradicionalno uporaben kot sestavni del nekaterih bomb in drugih detonacijskih naprav. Ni vedno stabilen in pri ravnanju z njim je običajno treba uporabljati veliko previdnost, zaradi česar je lahko manj privlačna možnost kot alternative, od katerih so mnoge danes lažje dostopne. Med drugo svetovno vojno naj bi nacistične enote skladiščile spojino, očitno za uporabo v atomskih bombah, v tem času pa naj bi pošiljale velike količine smodnika svojim zaveznikom.
Tveganja za sevanje in zdravje
Obsežna izpostavljenost kakršnemu koli radioaktivnemu materialu predstavlja določena tveganja za zdravje in uran in njegove rude niso izjema. Vdihavanje prašnih delcev in uživanje hrane, ki je prišla v stik z oksidom, lahko povzroči številne težave, med katerimi so najbolj takojšnje težave z dihanjem, vključno s kolapsom pljuč in odpovedjo organov. Znanstveniki in raziskovalci, ki redno delajo s snovjo, se običajno spodbujajo, da nosijo zaščitna oblačila in opremo, da se izognejo dolgotrajnemu stiku z radioaktivnimi valovi, ki jih kemikalija oddaja. Neželeni učinki izpostavljenosti običajno niso takojšnji, lahko pa vključujejo razvoj naprednih zdravstvenih težav, vključno z različnimi vrstami raka.