8 fatos essenciais sobre o urânio

Você conhece bem a tabela periódica? Nossa série The Elements explora os blocos de construção fundamentais do universo observável - e sua relevância para sua vida - um por um.

O urânio demorou a se afirmar. Durante séculos, muitos deles definharam em pilhas de estéril perto de minas europeias. Após a descoberta formal do elemento no final do século 18, ele encontrou um nicho útil para colorir vidros e pratos de jantar. Na primeira metade do século 20, os cientistas começaram a investigar o potencial inato do urânio como fonte de energia, e ele ganhou seu lugar entre as substâncias que definem a 'Era Atômica', a era em que ainda vivemos. Aqui estão alguns fatos essenciais sobre o U92.

1. É O ELEMENTO MAIS PESADO QUE OCORRE NATURALMENTE NO UNIVERSO.

Com um núcleo repleto de 92 prótons, o urânio é o mais pesado dos elementos. Esse peso uma vez obrigou os construtores de navios a usar urânio usado como lastro nas quilhas dos navios. Se fosse empregado dessa forma agora, navegar no porto poderia disparar os sistemas de defesa.

O urânio foi encontrado pela primeira vez em minas de prata em 1500, onde hoje é a República Tcheca. Geralmente aparecia onde a veia prateada corria, ganhando o apelidopechblende, que significa 'pedra de má sorte'. Em 1789, Martin Klaproth, um químico alemão que analisava amostras de minerais das minas, aqueceu-o e isolou um 'tipo estranho de meio-metal' - o dióxido de urânio. Ele o nomeou após o recém-descoberto planeta Urano.

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O físico francês Henri Becquerel descobriu as propriedades radioativas do urânio - e a própria radioatividade - em 1896. Ele deixou sulfato de uranil potássio, um tipo de sal, em uma placa fotográfica em uma gaveta e descobriu que o urânio embaçava o vidro como a exposição à luz solar faria. Ele havia emitido seus próprios raios.

2. SUAS TRANSFORMAÇÕES PROVARAM OS ALQUIMISTAS CERTOS ... UM POUCO.

O urânio decai em outros elementos, desprendendo prótons para se tornar protactínio, rádio, radônio, polônio e assim por diante por um total de 14 transições, todas elas radioativas, até encontrar um ponto de repouso como chumbo. Antes de Ernest Rutherford e Frederick Soddy descobrirem esse traço, por volta de 1901, a noção de transformar um elemento em outro era considerada apenas o território dos alquimistas.

3. É ALTAMENTE INSTÁVEL.

O tamanho do urânio cria instabilidade. Como Tom Zoellner escreve emUrânio: guerra, energia e a rocha que moldou o mundo, 'Um átomo de urânio está tão sobrecarregado que começou a se desprender de si mesmo, como um homem iludido pode rasgar suas roupas. Em um frenesi para atingir o estado de repouso, ele lança um míssil de dois prótons e dois nêutrons a uma velocidade rápida o suficiente para girar em torno da circunferência da Terra em aproximadamente dois segundos.

4. SE VOCÊ INGERIR, AGRADEÇA A SEUS RINS POR MANTER VOCÊ VIVO.

Traços de urânio aparecem na rocha, no solo e na água e podem ser ingeridos em raízes e frutos do mar. Os rins assumem o fardo de removê-lo da corrente sanguínea e, em níveis altos o suficiente, esse processo pode danificar as células, de acordo com o Laboratório Nacional de Argonne. Mas aqui está a boa notícia: após exposições de curto prazo e de baixo nível, os rins podem se reparar.

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5. URÂNIO FEITO WARE FIESTA COLORIDO… E RADIOATIVO.

Antes de reconhecermos o potencial do urânio para energia - e bombas - a maioria de seus usos girava em torno da cor. Os fotógrafos lavaram as impressões do platinótipo em sais de urânio para tonificar as imagens em preto e branco de um marrom-avermelhado. Adicionado ao vidro, o urânio dava às contas e cálices um tom de canário. Talvez o mais desconcertante seja o fato de que o urânio torna o esmalte vermelho-laranja do Fiesta Ware - a.k.a. 'vermelho radioativo' - tão quente quanto parece; placas feitas antes de 1973 ainda deixam os contadores Geiger em frenesi.

6. 'TICKLING THE DRAGON'S TAIL' FOI A CHAVE PARA FAZER AS PRIMEIRAS BOMBAS ATÔMICAS.

O urânio ocorre naturalmente em três isótopos (formas com massas diferentes): 234, 235 e 238. Apenas o urânio-235 - que constitui apenas 0,72% de uma amostra média de minério de urânio - pode desencadear uma reação em cadeia nuclear. Nesse processo, um nêutron bombardeia um núcleo de urânio, causando sua divisão, liberando nêutrons que vão dividir mais núcleos.

Na década de 1940, uma equipe de cientistas começou a fazer experiências na então secreta cidade de Los Alamos, Novo México, como controlar esse poder. Eles chamaram isso de 'fazer cócegas na cauda do dragão'. A bomba de urânio construída por eles, Little Boy, detonou sobre a cidade japonesa de Hiroshima em 6 de agosto de 1945. As estimativas variam, mas acredita-se que a detonação tenha matado 70.000 pessoas na explosão inicial e pelo menos mais 130.000 por envenenamento por radiação. nos cinco anos seguintes.

A mesma propriedade que alimentou as bombas é o que agora torna o urânio útil para eletricidade. 'É muito denso em energia, então a quantidade de energia que você pode obter de um grama de urânio é exponencialmente maior do que a de um grama de carvão ou de petróleo', Denise Lee, membro da equipe de pesquisa e desenvolvimento da Oak Laboratório Nacional de Ridge, diz Trini Radio. Uma pelota de urânio combustível do tamanho da ponta de um dedo possui o mesmo potencial energético de 17.000 pés cúbicos de gás natural, 1.780 libras de carvão ou 149 galões de petróleo, de acordo com o Nuclear Energy Institute, um grupo industrial.

7. A TERRA CRIOU SEUS PRÓPRIOS REATORES NUCLEARES NATURAIS HÁ BILHÕES DE ANOS.

Na década de 1970, as amostras de minério de uma mina no que hoje é o Gabão tiveram falta de urânio-235, encontrando-o em 0,717 por cento em vez dos 0,72 por cento esperados. Em parte da mina, cerca de 200 kg estavam misteriosamente ausentes - o suficiente para ter alimentado meia dúzia de bombas nucleares. Na época, a possibilidade de os reatores de fissão nuclear ocorrerem espontaneamente era apenas uma teoria. As condições para isso exigiam um certo tamanho de depósito, uma concentração maior de urânio-235 e um ambiente circundante que encorajava os núcleos a continuar se dividindo. Com base na meia-vida do urânio-235, os pesquisadores determinaram que cerca de 2 bilhões de anos atrás, o urânio ocorria como cerca de 3 por cento do minério. Foi o suficiente para desencadear reações de fissão nuclear em pelo menos 16 lugares, que se acenderam e se apagaram por centenas de milhares de anos. Por mais impressionante que pareça, a produção média era provavelmente inferior a 100 quilowatts - o suficiente para operar algumas dezenas de torradeiras, como o físico Alex Meshik explicou emAmericano científico.

8. COMO FONTE DE ENERGIA, É 'PRATICAMENTE INFINITO'.

Um estudo de 2010 do MIT descobriu que o mundo tinha reservas de urânio suficientes para fornecer energia nas próximas décadas. Atualmente, todas as usinas nucleares comerciais usam pelo menos um pouco de urânio, embora o plutônio também esteja na mistura. Uma passagem pelos reatores consome apenas cerca de 3% do urânio enriquecido. 'Se você pudesse reprocessá-lo várias vezes, pode ser praticamente infinito', Stephanie Bruffey, membro da equipe de pesquisa e desenvolvimento do Oak Ridge National Laboratory, disse à Trini Radio. Toneladas de urânio empobrecido ou seus subprodutos de resíduos radioativos ficam em plataformas de concreto em usinas nucleares e em cofres em instalações de armas históricas em todo o país; esses sistemas de armazenamento, antes temporários, tornaram-se um lar permanente.