Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat
Tüm Reklamları Kapat

Uranyum

Uranyum Nedir? Özellikleri Nelerdir ve Nerelerde Kullanılır?

Uranyum Wikimedia
Uranyum
7 dakika
19,004
Evrim Ağacı Akademi: Periyodik Cetvel ve Elementler Yazı Dizisi

Bu yazı, Periyodik Cetvel ve Elementler yazı dizisinin 92. yazısıdır. Bu yazı dizisini okumaya, serinin 1. yazısı olan "Hidrojen" başlıklı makalemizden başlamanızı öneririz.

Yazı dizisi içindeki ilerleyişinizi kaydetmek için veya kayıt olun.

EA Akademi Hakkında Bilgi Al
Tüm Reklamları Kapat

Özellikler

Uranyum, atom numarası 92 olan ve "U" harfiyle gösterilen kimyasal bir elementtir. Gümüşümsü bir metal olan uranyum, birçok ülkenin elektrik ihtiyacını karşılamak içim nükleer reaktörlerde kullanılır. Periyodik tabloda aktanitler kısmında bulunan uranyum, radyoaktif bir elementtir.

Uranyum, doğada bulunan elementlerin en ağırlarından biridir. Çekirdeğinde 92 proton ve 140 ile 146 arasında değişen sayıda nötronu vardır. Ancak bu bileşimlerin sadece bazıları kendiliğinden oluşur ve Uranyum-238 (92 proton, 92 elektron, 146 nötron) ile Uranyum-235 (92 proton, 92 elektron, 143 nötron) en bol bulunan izotoplarıdır.

Uranyumun oldukça radyoaktif olmasının nedenlerinden birisi, uranyum izotoplarının stabil (kararlı) olmamasıdır. Radyoaktivite, atom çekirdeklerinin radyoaktif bozunum denilen bir süreçte başka bir elementin çekirdeklerine dönüşecek şekilde parçalanmasıyla oluşur. Bu süreç sırasında bozunuma uğrayan atomlar; ışın ya da parçacık salar. "Radyoaktif element" sıfatı, çekirdekleri bu şekilde yavaş yavaş bölünen elementlere verilen sıfattır. Bu elementlerin çekirdeklerinin bölünmesi, kararlı olmayışlarından kaynaklanır; bunun nedeni de genellikle ya kütle numaralarının çok yüksek olmasıdır ya da proton ve nötron sayıları arasındaki dengesizliktir.

Yer kürenin iç ısısına sahip olmasının nedeni, uranyum bozunumunun varlığıdır. Bu, Uranyumun belirgin karakteristik özelliğidir: Zamanla, genellikle Toryuma dönüşerek, Helyum atomları şeklinde parçacık ışıması yapar.

Tüm Reklamları Kapat

Uranyumun yarılanma süresi, izotopuna bağlı olarak değişmektedir. Neredeyse tüm Uranyum izotopları (nötron sayıları farklı, proton sayıları aynı olan uranyum atomları) çok uzun yarılanma ömrüne (bir numune için onun Uranyum içeriğini yarıya indirmedeki geçen süredir) sahiptir. Örneğin uranyum-234'ün yarı ömrü 25.000 yıl kadarken, uranyum-235'in yarı ömrü 700 milyon yıl, uranyum-238'inki 4.5 milyar yıldır. Uranyumun doğada en çok bulunan izotopu uranyum-238'dir - ki bu Dünya’daki uranyum rezervlerinin %99’na tekabül eder.

Uranyum, kurşundan %70 daha yoğundur lakin tungsten ve altından daha az yoğundur. Katı hâlde bulunan uranyumun erime noktası 1132.2 oC, kaynama noktasıysa 4131 oC’dir. Yoğunluğu 19.1 g/cm3 olan uranyum, 417.1 kJ/mol ısısında buharlaşmaya başlar. Atom yarıçapı 156 pikometredir (1 metrenin trilyonda biri). Füzyon ısısı 9,14 kj/mol’dur.

Atom ağırlığı demirden büyük diğer elementler gibi uranyum da sadece süpernovalarda ve nötron yıldızlarında gerçekleşen "r-süreci" (İng: "Rapid Neutron Capture") sayesinde elde edilebilir. R-süreci nükleer astrofizikte atom ağırlığı demirden daha ağır olan birtakım elementlerin yaklaşık yarısının ortaya çıkmasını sağlayan bir çeşit nükleer tepkime zinciridir. Diğer elementler buna benzer olmayan bir şekilde "p-süreci" veya "s-süreci" şeklinde ortaya çıkabilirler. Uranyumun atom ağırlığı demirden daha büyük elementlerin diğer yarısının ortaya çıkmasını sağlayan "s-süreci" (İng: "Slow Neutron Capture") nükleer tepkime zinciriyle ortaya çıkmamasının en büyük nedeni ise s-sürecinin çok yavaş olması ve de bizmuttan sonraki kararsız elementlerin çekirdeklerinin içindeki boşluktan geçememesidir.

Bulunma Sıklığı

Uranyum madenciliği, birkaç yol ile yapılır: yüzey madenciliği, yeraltı madenciliği, boru madenciliğidir. Uranyum cevherinde genellikle %0.01 ila %0.25 oranında uranyum oksit bulunur. Kanada’daki Saskatchewan maden sahası uranyum oksit açısından verimliliği ile (%23 civarında) tanınır. Avustralya, Dünya’da bilinen uranyum maden sahalarının %31’ine ev sahipliği yapar. Ayrıca Dünya’nın en büyük tekli uranyum maden sahası olan "Olympic Dam", Güney Avustralya’da bulunur.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Uygulama ve Kullanım Alanları

Uranyum, radyoaktivitenin keşfinden nükleer silahların geliştirilmesine, nükleer santrallerde elektrik temin edilmesinden atom altı parçacıkların dünyasına açılan pencereyi sağlamasına kadar çok geniş bir kullanım alanına sahiptir. Bilim, politika ve sanat, bu özel kimyasal elementten büyük ölçüde etkilenmiştir.

Askerî Kullanım

Uranyum, yüksek etki hızı, yoğunluğu, sertliği ve de yanıcı bir element olmamasından dolayı askerî alanda kullanılmaktadır. Buna örnek olarak: tank ve diğer zırhlı araçlarda zırh yapımında, havacılık alanında uçaklardaki ağırlık dengesini sağlamada ve kalkan yapımında kullanılmaktadır. Elbette uranyum, nükleer bombalarda da kullanılan radyoaktif elementlerden biridir.

Sanayi Alanında Kullanım

Uranyumun sanayi alanındaki en temel kullanım alanı nükleer santrallerdir. 1 kilogram uranyum-235 20 terajoule’e kadar enerji üretebilir. Tam bir füzyon gerçekleştiğinde 1,5 milyon kilogram kömüre eş değer enerji üretilebilir. Uranyumu plütonyuma dönüştürmek için aşağıdaki formül kullanılır:

238U+n→239U+γ−β→239Np−β→239Pu^{238}U+n\to{^{239}}U+ γ - β\to{^{239}Np - β}\to{^{239}Pu}

Tüm Reklamları Kapat

Nükleer santrallerde, Uranyumdan yapılmış yakıt çubuklarının radyoaktif ışımasının sırayla ısıttığı bir soğutucu, diğer kaptaki suyu ısıtmada ve buhara dönüştürmede kullanılır. Buhar, bir jeneratöre bağlı elektrik oluşturan türbinleri iter ve en önemlisi de sera gazı salınımı üretmez.

Uranyum Zenginleştirme ve Seyreltme

Yaygın bulunan uranyum, birçok reaktörde ideal değildir. Yeryüzünde çıkarılan uranyumun %99,2’sinden fazlası uranyum-238'dir, geriye kalanın neredeyse hepsini oluşturan Uranyum-235'tir. Bu ikinci izotop, istikrarlı ve sürdürülebilir bir reaksiyona sahip olmayı mümkün kılan bir nükleer zincir reaksiyon oluşturmada çok iyidir. Ancak yakıt çubuğunda yeterince çok miktarda olması gerekmektedir. Bu, "kritik kütle" olarak bilinir ve zenginleştirilmiş uranyum için genellikle %3-5 arasındadır.

Zenginleştirme işleminden arta kalan, daha az uranyum-235 içeren uranyumun seyreltilen oluşumudur; zırh kaplama ve zırh delici mermiler gibi askeri kullanımlarla birlikte endüstriyel radyografi ekipmanı ve radyoaktif maddeleri taşımada kap olarak kullanılmaktadır. Savaşlarda yaygın olarak kullanımıyla ilgili uzun vadeli sağlık etkileri konusunda ciddi endişelere yol açmıştır.

Etimolojisi

Kökeni Yunan mitolojisindeki Ana Tanrı’lardan biri olan Uranus'e dayanmaktadır. Uranus, Zeus'tan önceki gök Tanrısıydı (bazı kaynaklara göre göğün saf, vücut bulmuş hâliydi). Gücü, gökyüzü gibi uçsuz bucaksızdı; lâkin zayıflığı, kendi hükümranlığından uzaklaştıkça gücünün azalmasıydı. Eşi Gaia ve oğulları bir gün onun hükümranlığından sıkıldı ve ona tuzak kurdu. Onu yeryüzüne hapsettiler ve göğe çıkmasına engel oldular. Oğlu Kronos onu elindeki tırpanla keserek parçalara ayırdı, kanı denize karıştı ve Afrodit doğdu; ama Uranus ölmüştü. Böylece Ana Tanrı’ların hükümranlığı sona erdi ve titanların altın çağı başladı. Uranyum kelimesinin kökeni de Uranus’ten gelmektedir.

Tüm Reklamları Kapat

Önlem ve Güven

Uranyum yalnızca radyoaktif değil aynı zamanda zehirli bir metaldir. Bir nükleer enerji santralinde sızıntı olmadıkça yahut nükleer bir silah kullanılmadıkça radyoaktif etkisinden belki de daha çok zehirli oluşu insanlığa zarar verebilir. Özellikle yaydığı zehir insanlarda böbrek rahatsızlığına sebep olmaktadır. Ayrıca nükleer santrallerde kullanılan zenginleştirilmiş uranyuma maruz kalmak insanlarda mutajenik rahatsızlıklara yol açmaktadır.

Tarihi

Uranyum, Roma zamanından beri cam ve seramiklerde sarı renk sırlamada kullanılmaktadır. Orta çağda katranlı karışım (radyum ve uranyumlu maden cevheri) olarak tekrar canlanmasıyla bulundu ve hala cam yapımında boya olarak kullanılmaktaydı. 

1789'da Alman kimyacı Martin Heinrich Klaproth, katranlı karışımı nitrik asit ile karıştırdı, sonra sodyum hidroksit çözeltisiyle nötralize edildi. Bu reaksiyon, dipte çökelti şeklinde sarı bir madde oluşturdu. Odun kömürü ile ısıtıldığında, Kalproth'un yanlışlıkla saf uranyum olduğuna inandığı, en iyi olasılıkla bir oksit olan siyah toz haline dönüşür. Bu yeni element William Herschel tarafından sekiz yıl önce keşfedilen Uranüs gezegeni sonrasında, Uranyum adlandırıldı.

İlk saf Uranyum örneğinin ayrıştırılması 1841'e kadar sürdü. Bu başarı kimyager Eugène-Melchior Péligot tarafından elde edildi. Henri Becquerel tarafından tesadüfen bir parça uranyumun bir fotoğraf filminin üzerine koyulması üzerine de radyoaktifliği keşfedilmiştir.

Maalesef böylesine önemli elementler bile kötü amaçlar için kullanılabilmektedir. Hele ki uranyum gibi radyoaktivitesi yüksek elementler, insanlık için çok vahim sonuçları doğurabilmektedir: İlk atom bombası 6 Ağustos 1945 tarihinde "Küçük Çocuk" (Little Boy) kod adıyla Hiroşima'ya atılmıştır. Bu patlama on binlerce insanın ölümüne neden olmuştur. İlk birkaç gün ölenler yanarak ya da molozların altında kalarak öldüler ama sonraki birkaç ay içerisinde ölenler radyasyon zehirlenmesi ve mutajenik olaylardan ötürü öldüler.

İlginç Bilgiler ve Diğer

  • Uranyum soygazlar hariç geri kalan tüm ametaller ve onların bileşikleri ile tepkimeye girer. Tepkimeye girdiğinin belirtisi ise sıcaklığın yükselmesidir. Hidroklorik asit ve nitrik asit uranyumda çözülür ama hidroklorik asit haricindeki oksitsiz asitler daha yavaş çözülürler.
  • Radyoaktiviteliği keşfedilmeden önce uranyum fotoğrafçılık alanında da kullanılmaktaydı.(Özellikle uranyum nitrat) Dericilik sektöründe ise renklendirme amacıyla kullanılmaktaydı.
  • Uranyumun radyoaktiviteliğinin keşfi bilim dünyası açısından çığır aşan bir gelişmeydi. Yarılanma ömrünün uzun olması, antik çağlardan kalma taşların yaşının belirlenmesine referans noktası olarak kullanılmaya başlanmasına sebebiyet verdi.
  • MÖ. 79’lu yıllarda Roma İmparatorluğu tarafından seramiğe sarı renk vermede kullanılan uranyumun tarih öncesi çağlardaki kullanımının işaretlerine günümüzde hâlâ ulaşılabilmektedir. Batı Afrika’da bir ülke olan Gabon’da antik doğal nükleer reaktörlere rastlandı. Oklo Fosil Reaktörleri olarak da bilinen bu reaktörler 1,7 milyar yıl önce aktif haldeydi!
  • Uranyum, doğal olarak ortaya çıkabilen bir element olup, kayaların içinde bulunabilir. Ayrıca uranyumun bir diğer özelliği ise doğada bulunabilen (laboratuvarda üretilmeyen) en büyük atom numarasına sahip elementtir ve ayrıca bulunacağı zaman daima başka elementlerle birlikte bulunur. Uranyum doğada antimon, kadmiyum ve gümüşten daha fazla bulunmakla beraber yaklaşık olarak arsenik ve molibdenle eşit miktarda bulunur.
  • Shewanella putrefaciens, Geobacter metallireducens ve bazı Burkholderia fungorum çeşitlerinin yaşamak için uranyumu kullandığı bilinmektedir.
Bu Makaleyi Alıntıla
Okundu Olarak İşaretle
Evrim Ağacı Akademi: Periyodik Cetvel ve Elementler Yazı Dizisi

Bu yazı, Periyodik Cetvel ve Elementler yazı dizisinin 92. yazısıdır. Bu yazı dizisini okumaya, serinin 1. yazısı olan "Hidrojen" başlıklı makalemizden başlamanızı öneririz.

Yazı dizisi içindeki ilerleyişinizi kaydetmek için veya kayıt olun.

EA Akademi Hakkında Bilgi Al
38
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla

İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!

Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.

Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Tebrikler! 15
  • Merak Uyandırıcı! 12
  • Bilim Budur! 7
  • İnanılmaz 5
  • Muhteşem! 3
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 3
  • Güldürdü 2
  • Umut Verici! 1
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  • G. Arbuthnott, et al. (2018). Yeni Başlayanlar İçin Periyodik Tablo. ISBN: 9786053121565. sf: 57.
  • C. Oxlade, et al. (2011). Şekilli Kimya Sözlüğü. ISBN: 9789754035643. Yayınevi: TÜBİTAK Yayınları. sf: 14.
  • C. Stockley, et al. (2010). Şekilli Fizik Sözlüğü. ISBN: 9789754035421. Yayınevi: Tübitak. sf: 84.
  • S. P. Kershaw. (2007). Yunan Mitolojisi Rehber Kitabı. Yayınevi: Salon Yayınları. sf: 19.
Tüm Reklamları Kapat

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 13/04/2024 09:47:18 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/9977

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Tüm Reklamları Kapat
Keşfet
Akış
İçerikler
Gündem
Kimyasal Bağ
Aslan
Değişim
Kamuflaj
Süt
Virüs
Doğa Gözlemleri
Viral
Hastalık Yayılımı
Dağılım
Manyetik Alan
Bilimkurgu
Grip
Uçma
Yıl
Elementler
Kuşlar
Hominidae
Mistik
Etimoloji
Teyit
Dinozor
Sars-Cov-2 (Covid19 Koronavirüs Salgını)
Kitlesel Yok Oluş
Psikanaliz
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Bugün Türkiye'de bilime ve bilim okuryazarlığına neler katacaksın?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Ekle
Soru Sor
Sosyal
Yeniler
Daha Fazla İçerik Göster
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
Evrim Ağacı'na Destek Ol

Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000
Bu Makaleyi Alıntıla
Evrim Ağacı Formatı
APA7
MLA9
Chicago
K. Akyüz, et al. Uranyum. (24 Ocak 2021). Alındığı Tarih: 13 Nisan 2024. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/9977
Akyüz, K., Bakırcı, Ç. M., Vergili, . (2021, January 24). Uranyum. Evrim Ağacı. Retrieved April 13, 2024. from https://evrimagaci.org/s/9977
K. Akyüz, et al. “Uranyum.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, 24 Jan. 2021, https://evrimagaci.org/s/9977.
Akyüz, Kadir. Bakırcı, Çağrı Mert. Vergili, . “Uranyum.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, January 24, 2021. https://evrimagaci.org/s/9977.
ve seni takip ediyor

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close