Uranium Là Gì? Sự Kết Hợp Giữa Vẻ Đẹp Và Nguy Hiểm

Uranium là một chất liệu có vẻ ngoài như đá quý, nhưng nhiều người không biết rằng nó còn là một chất liệu mạnh mẽ và có khả năng gây nguy hiểm. Trong bài viết này, hoccungthukhoa.vn sẽ giải đáp câu hỏi uranium là gì? và nhấn mạnh sự quan trọng của nó.

Tổng quan về Uranium là gì?

Uranium là gì? 

Chất uranium là gì? Uranium, còn được gọi là urani, là một loại kim loại màu trắng bạc và là nguyên tố hóa học có số thứ tự nguyên tử là 92 trong bảng tuần hoàn hóa học. Nó thuộc nhóm Actini và được ký hiệu là U.

Bạn đang xem: Uranium Là Gì? Sự Kết Hợp Giữa Vẻ Đẹp Và Nguy Hiểm

Một đặc điểm khác biệt của nguyên tố này so với các kim loại khác là tính phóng xạ của nó. Chất phóng xạ uranium có khả năng tự phóng ra những tia xạ mà mắt thường không thể nhìn thấy, chính vì vậy nó được xem là một loại kim loại hiếm có tính chất phóng xạ. Tính phóng xạ này đã được Becoren phát hiện ra khi nghiên cứu về hiện tượng phát lân quang của hợp chất urani. Trong tự nhiên, urani tồn tại dưới dạng các loại đồng vị phóng xạ như 234U, 235U, 238U,…

Theo tôi được biết, thống kê của Ủy ban Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA), khoảng 10% tổng sản lượng điện trên thế giới được sản xuất từ nhà máy điện hạt nhân. Ngoài ra, theo Viện Năng lượng Nguyên tử Mỹ (NEI), nguồn cung cấp uranium toàn cầu đạt khoảng 67.000 tấn vào năm 2020. Điều này cho thấy sự quan trọng và phổ biến của uranium trong ngành công nghiệp và ngành y tế trên toàn cầu.

Trạng thái tự nhiên của uranium 

Trạng thái tự nhiên của uranium là gì? Uranium tồn tại trong tự nhiên với nồng độ thấp, chỉ khoảng vài ppm (phần triệu) trong đất, đá, nước và khoáng sản uraninit.

Hàm lượng urani trong vỏ Trái Đất (phụ thuộc vào quy chiếu) trung bình từ 2 đến 4ppm, tương đương với gấp 40 lần kim loại bạc.

Trong tự nhiên, nguyên tố này tồn tại chủ yếu dưới dạng urani 238 (chiếm 99,284%), urani 235 (chiếm 0,711%) và urani 234 (chiếm 0,0058%).

Lịch sử phát hiện và phát triển

Lịch sử phát hiện uranium là gì? Nguyên tố uranium đã được nhà hóa học người Đức, M.G Klapơrôt, phát hiện vào năm 1789. Mặc dù đã được phát hiện từ lâu, nguyên tố này chưa được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống cho đến thế kỷ XIX khi những nghiên cứu về tính chất và ứng dụng của urani bắt đầu.

Việc phát hiện tia phóng xạ tự nhiên từ quặng urani và thôri đã là một bước ngoặt quan trọng trong lĩnh vực này.

Vào năm 1939, các nhà khoa học Đức Hari và Stratman đã tìm ra sự phân hạch của urani dưới tác dụng của các nơtron chậm. Đây được coi là một phát hiện mang tính chất lịch sử trong khoa học.

Uranium có ứng dụng gì?

Trong tự nhiên, đồng vị chủ yếu của urani thiên nhiên là 238U (chiếm 95%), thực sự cần thiết cho sự phát triển bình thường của cây trồng. Nó giúp tăng hàm lượng đường trong cây cà rốt, rau cải và một số loại cây ăn quả khác, đồng thời cung cấp điều kiện cho sự phát triển của vi sinh vật trong đất.

Xem thêm : Ứng Dụng Phèn Chua – Đơn Giản Nhưng Hiệu Quả

Nhiều hợp kim chứa uranium cũng có những tính chất ưu việt như chịu được nước cường toan, axit có tính oxi hóa mạnh, ví dụ như thép – urani.

Nó còn được sử dụng làm chất xúc tác cho các phản ứng hóa học như xúc tác UO2, UC,…

Làm giàu uranium là sao? Làm giàu uranium là quá trình tăng cường nồng độ của nguyên tố uranium-235, có khả năng phân rã hạt nhân và tạo ra nhiệt lượng. Việc tăng cường nồng độ này cần thiết để sử dụng uranium trong các nhà máy điện hạt nhân để tạo điện và sản xuất năng lượng.

Đồng vị 235U của uranium là duy nhất có thể phân hạch bằng nơtron nhiệt. Vì vậy, làm giàu uranium là phương pháp làm tăng tỷ lệ hợp phần của uranium 235 thông qua quá trình tách riêng các đồng vị. Trên thế giới, đã có khoảng 2000 tấn uranium đã được làm giàu trong quá khứ để phục vụ chủ yếu cho việc chế tạo vũ khí hạt nhân và tàu ngầm hạt nhân. 

Uranium còn lại (U238) sau quá trình làm giàu được gọi là uranium nghèo và ít phóng xạ hơn uranium tự nhiên, nhưng vẫn rất độc hại. Theo nghiên cứu, 1kg urani được làm giàu có thể phát ra một lượng năng lượng khổng lồ tương đương với 15 ngàn tấn thuốc nổ TNT. Điều này có nghĩa là Uranium đã trở thành một loại nhiên liệu lý tưởng cho các mục đích quân sự (như chế tạo vũ khí hạt nhân) và ứng dụng với mục đích hòa bình (xây dựng nhà máy điện hạt nhân).

Uranium được sử dụng chủ yếu làm nhiên liệu cho các nhà máy điện hạt nhân và trong việc chế tạo bom nguyên tử. Một phần nhỏ của nguyên tố này còn được sử dụng làm chất nhuộm màu sắc từ đỏ đến vàng chanh cho thủy tinh.

Uranium tại Việt Nam 

Theo kết quả điều tra của ngành Địa chất, Việt Nam có tiềm năng về uranium với nhiều loại hình khác nhau, phân phối trong nhiều cấu trúc địa chất ở miền Bắc và Trung Bộ, như Quảng Nam, Lai Châu. Tuy nhiên, tài nguyên và trữ lượng nguyên tố này vẫn đang được điều tra, thăm dò để xem liệu có đủ để phát triển ngành điện hạt nhân ở nước ta trong tương lai hay không.

Uranium mang lại lợi ích kinh tế cao khi biết cách khai thác vì 1kg Uranium có giá trị khoảng 130 USD. Tuy nhiên, cần phải cẩn trọng vì tính phóng xạ của nguyên tố này có thể gây ra những hậu quả không lường trước với con người. Nếu xảy ra rò rỉ hoặc nổ lò phản ứng hạt nhân, phóng xạ có thể lan ra ngoài và gây chết người tức thì, đồng thời gây ra nhiều hậu quả kéo dài. Vì vậy, cần phải đặc biệt chú ý trong việc khai thác và sử dụng urani.

Uranium là một chất liệu quan trọng và đầy thú vị. Tôi từng có cơ hội tham quan một nhà máy điện hạt nhân, và được chứng kiến sự mạnh mẽ và phức tạp của quá trình phân rã hạt nhân. Tia chạm phóng xạ từ uranium tạo ra những ánh sáng sáng rực và không thể nào quên. Đồng thời, tôi cũng hiểu rõ về những biện pháp an toàn và kiểm soát cần thiết để đảm bảo an toàn cho nhân viên và môi trường xung quanh. Điều này đã khơi dậy sự quan tâm của tôi về chất liệu này và mong muốn chia sẻ kiến thức với mọi người.

Ăn urani có gây hại không? 

Trên thực tế, chúng ta không chỉ bị nhiễm urani khi làm việc trong nhà máy sản xuất quốc phòng hoặc nhà máy điện hạt nhân, mà chúng ta có thể nhiễm urani thông qua đường tiêu hóa. Các loại thực phẩm như khoai tây, củ cải có hàm lượng urani cao, còn một số loại thực phẩm khác có hàm lượng thấp hơn.

Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA), trung bình mỗi người mỗi ngày ăn vào cơ thể khoảng từ 0,07 đến 1,1 microgram urani.

Xem thêm : Tìm Hiểu Tác Động Chloroform Ảnh Hưởng Tới Cơ Thể

Tuy nhiên, lượng urani này gần như không đủ gây hại vì cơ thể con người khó hấp thu chúng. Khoảng 95% – 99% urani ăn vào sẽ được đào thải qua đường tiêu hóa, và trong vòng 24 giờ, 70% phần còn lại sẽ được đào thải qua đường tiết niệu. Lượng này sẽ tồn tại trong xương khoảng vài tháng. Có thể nói, ăn urani ít gây độc hơn so với hít phải nó, nhưng vẫn cần thận trọng và hạn chế ăn các loại thực phẩm có hàm lượng urani cao.

Khi cơ thể tiếp nhận khoảng 25 milligram urani, sẽ xuất hiện hiện tượng hư thận và hơn 50 milligram có thể gây suy thận và tử vong. Ngoài ra, thí nghiệm trên chuột đã cho thấy có sự thay đổi các chất hóa học trong não sau một thời gian dài ăn urani.

Công nghệ làm giàu Uranium 

Trong kim loại urani, có hai đồng vị chủ yếu là U238 và U235, với tỷ lệ lần lượt là 99,7% và 0,3%. Như chúng ta đã biết, chỉ có U235 mới có thể tham gia vào các phản ứng hạt nhân chuỗi, đó là các phản ứng cần thiết để duy trì việc cung cấp nhiệt cho hoạt động của nhà máy điện hoặc tạo ra vụ nổ cần thiết. Trong thực tế, việc tách một lượng chất U-235 nhỏ ra khỏi U-238 là rất khó, nhưng để có thể sử dụng làm chất nổ cho bom nguyên tử, hỗn hợp kim urani cần có hơn 90% U235. Quá trình làm giàu urani là quá trình làm tăng hàm lượng U235 trong hỗn hợp kim urani.

Hiện nay, có nhiều phương pháp làm giàu urani như:

• Tách đồng vị điện tử
• Khuếch tán nhiệt
• Khuếch tán khí
• Khí động học
• Tách đồng vị La-de,…
• Trong đó, phương pháp ly tâm là phương pháp phổ biến nhất.

Phương pháp ly tâm hoạt động dựa trên sự khác biệt về lực ly tâm giữa các phân tử khí nhẹ và nặng để tách riêng đồng vị U235 ra khỏi U238. Quá trình tách riêng này được thực hiện trong các xy lanh quay. Hỗn hợp các phân tử khí khi đi vào xy lanh quay sẽ được phân thành hai dòng. Các phân tử nặng sẽ bị đẩy ra bên ngoài và di chuyển dọc theo thành ngoài của máy ly tâm, trong khi các phân tử nhẹ sẽ được đẩy vào phần trung tâm và di chuyển lên trên dọc theo trục của máy. Phương pháp này chỉ có thể tách hoàn toàn U238 và U235 khi hỗn hợp khí được làm qua máy ly tâm hàng nghìn lần liên tục.

FAQ – Câu hỏi về uranium là gì

Uranium có thể gây nguy hiểm cho sức khỏe không? 

Đúng vậy, uranium có khả năng phóng xạ, tạo ra tia chạm phóng xạ. Tiếp xúc lâu dài hoặc không đúng cách với phóng xạ có thể gây hại cho sức khỏe, bao gồm ung thư và vấn đề hô hấp. Sử dụng uranium trong các hoạt động công nghiệp cần tuân thủ quy định và biện pháp an toàn.

Uranium có ứng dụng khác ngoài việc tạo năng lượng và y tế không? 

Có, uranium còn được sử dụng để tạo ra vũ khí hạt nhân. Điều này đòi hỏi sự kiểm soát và giám sát chặt chẽ để đảm bảo an toàn và ngăn chặn việc sử dụng sai mục đích. Ngoài ra, nó cũng có ứng dụng trong công nghệ đo lường và phân tích khoáng sản.

Có những nguồn năng lượng sạch thay thế uranium không? 

Vâng, hiện nay đã có nhiều nguồn năng lượng sạch thay thế uranium được phát triển như năng lượng mặt trời, năng lượng gió và năng lượng thủy điện. Việc tăng cường sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo này giúp giảm ô nhiễm môi trường và đảm bảo an toàn năng lượng cho tương lai.

Học cùng thủ khoa hy vọng rằng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về uranium là gì và các khía cạnh quan trọng xoay quanh nó. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi, ý kiến hoặc chia sẻ về chủ đề này, xin vui lòng để lại bình luận dưới đây. Chúng tôi rất mong được nghe ý kiến của bạn và tiếp tục mang đến những thông tin bổ ích trong tương lai. Hãy chia sẻ bài viết này với bạn bè và gia đình để tạo ra sự nhận thức và thảo luận sâu hơn về uranium. Cảm ơn bạn đã đọc!

Nguồn: https://hoccungthukhoa.vn
Danh mục: Giáo Dục