Che tipo di complessi forma l' uranio (VI) in natura?
doc-16691
In natura, l' uranio (VI) forma complessi carbonatici altamente solubili a pH alcalino. Ciò comporta un aumento della mobilità e della disponibilità di uranio nelle acque sotterranee e nel suolo da rifiuti nucleari, con conseguenti rischi per la salute. Tuttavia, è difficile precipitare l' uranio come fosfato in presenza di carbonato in eccesso a pH alcalino. A Sphingomonas sp. ceppo BSAR-1 è stato trovato per esprimere una fosfatasi alcalina ad alta attività (PhoK) che è stato applicato per la bioprecipitazione di uranio come specie di fosfato uranile da soluzioni alcaline. La capacità di precipitazione è stata potenziata dalla sovraespressione della proteina PhoK in E. coli.
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doc-16696
L' uranio naturale è costituito da tre isotopi principali: l' uranio-238 (99,28% di abbondanza naturale), l' uranio-235 (0,71%) e l' uranio-234 (0,0054%). Tutti e tre sono radioattivi, emettono particelle alfa, con l' eccezione che tutti e tre questi isotopi hanno piccole probabilità di subire fissione spontanea, piuttosto che emissioni alfa. Esistono anche altri cinque isotopi in traccia: uranio-239, che si forma quando 238U subisce fissione spontanea, rilasciando neutroni catturati da un altro atomo di 238U; uranio-237, che si forma quando 238U cattura un neutrone ma ne emette altri due, che poi decade al netunio-237; uranio-233, che si forma nella catena di decadimento di quel nettunio-237; e infine Si prevede inoltre che il torio-232 dovrebbe essere in grado di subire un doppio decadimento beta, che produrrebbe uranio-232, ma questo non è ancora stato osservato sperimentalmente. uranio-234.
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doc-16704
In natura, l' uranio è presente come uranio-238 (99,2742%) e uranio-235 (0,7204%). La separazione isotopica concentra (ricreazioni) l' uranio fissionabile-235 per le armi nucleari e la maggior parte delle centrali nucleari, ad eccezione dei reattori raffreddati a gas e dei reattori ad acqua pesante pressurizzata. La maggior parte dei neutroni rilasciati da un atomo di uranio-235 che fissiona deve colpire altri atomi di uranio-235 per sostenere la reazione a catena nucleare. La concentrazione e la quantità di uranio-235 necessaria per raggiungere questo obiettivo è detta "massa critica".
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doc-16713
L' uranio metallo riscaldato a 250-300 °C (482-572 °F) reagisce con l' idrogeno formando l' idruro di uranio. Temperature ancora più elevate rimuoveranno reversibilmente l' idrogeno. Questa proprietà rende gli idruri di uranio materiali di partenza comodi per creare polvere reattiva di uranio insieme a vari composti di carburo, nitruro e alogenuro di uranio. Esistono due modificazioni cristalline dell' idruro di uranio: una forma ottenuta a basse temperature e una forma che si crea quando la temperatura di formazione è superiore a 250 °C.
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doc-16718
L' uranio è un elemento chimico con simbolo U e numero atomico 92. È un metallo bianco-argento nella serie attinidi della tavola periodica. Un atomo di uranio ha 92 protoni e 92 elettroni, di cui 6 sono elettroni di valenza. L' uranio è debolmente radioattivo perché tutti i suoi isotopi sono instabili (con metà della vita dei sei isotopi naturalmente noti, da uranio-233 a uranio-238, con variazioni tra 69 anni e 4,5 miliardi di anni). Gli isotopi più comuni dell' uranio sono l' uranio-238 (che ha 146 neutroni e rappresenta quasi il 99,3% dell' uranio presente in natura) e l' uranio-235 (che ha 143 neutroni, pari allo 0,7% dell' elemento trovato naturalmente). L' uranio ha il secondo più alto peso atomico degli elementi primordialmente presenti, più leggero solo del plutonio. La sua densità è di circa il 70% superiore a quella del piombo, ma leggermente inferiore a quella dell' oro o del tungsteno. Si presenta naturalmente in basse concentrazioni di poche parti per milione nel suolo, nella roccia e nell' acqua ed è estratto commercialmente da minerali contenenti uranio come l' uraninite.
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doc-16725
La maggior parte dell' uranio ingerito viene escreto durante la digestione. Solo lo 0,5% viene assorbito quando forme insolubili di uranio, come l' ossido, vengono ingerite, mentre l' assorbimento dello ione uranile più solubile può arrivare fino al 5%. Tuttavia, i composti solubili dell' uranio tendono a passare rapidamente attraverso il corpo, mentre i composti insolubili dell' uranio, soprattutto quando inalati sotto forma di polvere nei polmoni, rappresentano un pericolo di esposizione più grave. Dopo essere entrato nel sangue, l' uranio assorbito tende a bioaccumulare e a rimanere per molti anni nel tessuto osseo a causa dell' affinità dell' uranio per i fosfati. L' uranio non viene assorbito attraverso la pelle e le particelle alfa rilasciate dall' uranio non possono penetrare nella pelle.
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doc-16720
Durante le fasi successive della seconda guerra mondiale, l' intera guerra fredda, e in misura minore in seguito, l' uranio-235 è stato utilizzato come materiale esplosivo fissile per produrre armi nucleari. Inizialmente sono stati costruiti due tipi principali di bombe a fissione: un dispositivo relativamente semplice che utilizza uranio-235 e un meccanismo più complicato che utilizza plutonio-239 derivato dall' uranio-238. Più tardi, fu costruito un tipo molto più complicato e molto più potente di bomba a fissione/fusione (arma termonucleare), che utilizza un dispositivo a base di plutonio per causare una miscela di trizio e deuterio per subire la fusione nucleare. Tali bombe sono rinchiuse in un caso di uranio non fissile (non arricchito) e derivano più della metà della loro potenza dalla fissione di questa materia da neutroni veloci provenienti dal processo di fusione nucleare.
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doc-16710
Durante la guerra fredda tra l' Unione Sovietica e gli Stati Uniti sono state accumulate enormi scorte di uranio e decine di migliaia di armi nucleari sono state create utilizzando uranio arricchito e plutonio a base di uranio. Dopo la dissoluzione dell' Unione Sovietica nel 1991, si stima che 600 tonnellate corte (540 tonnellate metriche) di uranio altamente arricchito per armi (oltre 40.000 testate nucleari) siano state immagazzinate in impianti spesso non adeguatamente sorvegliati nella Federazione russa e in diversi altri Stati dell' ex Unione Sovietica. Le forze di polizia in Asia, Europa e Sudamerica hanno intercettato in almeno 16 occasioni, dal 1993 al 2005, spedizioni di uranio o plutonio di contrabbando di tipo bombardistico, la maggior parte dei quali provenivano da fonti ex sovietiche. Dal 1993 al 2005 il Material Protection, Control e Accounting Program, gestito dal governo federale degli Stati Uniti, ha speso circa 550 milioni di dollari USA per contribuire alla salvaguardia delle scorte di uranio e plutonio in Russia. Questi fondi sono stati utilizzati per migliorare e migliorare la sicurezza delle strutture di ricerca e stoccaggio. Scientific American ha riferito nel febbraio 2006 che in alcuni degli impianti la sicurezza consisteva in recinzioni a maglie di catena che si trovavano in gravi stati di degrado. Secondo un' intervista dell' articolo, una struttura aveva immagazzinato campioni di uranio arricchito (grado armi) in un armadio della scopa prima del progetto di miglioramento; un' altra era stata tenuta traccia della sua scorta di testate nucleari usando schede indicizzate conservate in una scatola di scarpe.
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doc-16689
L' uranio è un elemento naturale che può essere trovato in bassi livelli all' interno di tutte le rocce, suolo e acqua. L' uranio è il 51° elemento in ordine di abbondanza nella crosta terrestre. L' uranio è anche l' elemento più numerato che si trova naturalmente in quantità significative sulla Terra ed è quasi sempre associato ad altri elementi. Insieme a tutti gli elementi che hanno pesi atomici superiori a quelli del ferro, si forma naturalmente solo in supernovae. Si ritiene che il decadimento dell' uranio, del torio e del potassio-40 nel manto terrestre sia la principale fonte di calore che mantiene il liquido del nucleo esterno e stimola la convezione del manto, che a sua volta alimenta la tettonica della piastra.
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doc-16694
Le interazioni degli anioni carbonati con l' uranio (VI) fanno sì che il diagramma di Pourbaix cambi notevolmente quando il mezzo viene cambiato dall' acqua a una soluzione contenente carbonato. Mentre la grande maggioranza dei carbonati sono insolubili in acqua (studenti spesso insegnano che tutti i carbonati diversi da quelli di metalli alcalini sono insolubili in acqua), i carbonati di uranio sono spesso solubili in acqua. Questo perché un catione U (VI) è in grado di unire due ossidi terminali e tre o più carbonati per formare complessi anionici.
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doc-16701
L' uso dell' uranio nella sua forma di ossido naturale risale almeno all' anno 79 CE, quando è stato utilizzato per aggiungere un colore giallo ai smalti ceramici. Il vetro giallo con l' 1% di ossido di uranio è stato trovato in una villa romana a Capo Posillipo nel Golfo di Napoli, in Italia, da R. T. Gunther dell' Università di Oxford nel 1912. A partire dal tardo Medioevo, la pitchblende è stata estratta dalle miniere d' argento asburgiche di Joachimsthal, Boemia (oggi Jáchymov nella Repubblica Ceca), ed è stata utilizzata come colorante nell' industria vetraria locale. All' inizio del XIX secolo, le uniche fonti conosciute al mondo di minerali di uranio erano queste miniere.
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