اورانیوم شگفت‌انگیزترین عنصر شیمیایی باقدرت مخرب و حیاتی است. بیشتر مردم به این فکر می‌کنند که اورانیوم عنصری خطرناک است. با اینکه که اورانیوم در زندگی روزمره، کاربردهای مفیدی دارد و موجب بهبود کیفیت زندگی انسان‌ها می‌شود. در این محتوا تلاش کردیم تا به معرفی اورانیوم، نوع مصرفی اورانیوم در زندگی روزمره، کاربردی اورانیوم در زندگی روزمره، مزایا و معایب کاربرد اورانیوم در زندگی روزمره بپردازیم.
در این مطلب موضوعات زیر را مطالعه خواهید کرد:
اورانیوم چیست؟
اورانیوم یک عنصر شیمیایی با نماد U و عدد اتمی ۹۲ است و دارای بالاترین وزن اتمی در بین تمام عناصر طبیعی است. این عنصر طبیعی شامل سه ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۸، سنگین‌ترین و فراوان‌ترین، اورانیوم ۲۳۵ و اورانیوم ۲۳۴ است. اورانیوم ۲۳۵ تنها ایزوتوپ شکافت‌پذیر است. این بدان معناست که می‌تواند تحت‌تأثیر یک نوترون شکافته شود. اورانیوم ۲۳۸ بیش از ۹۹ درصد اورانیوم طبیعی را تشکیل می‌دهد. این ماده به طور طبیعی در غلظت‌های کم در خاک و آب وجود دارد و به‌صورت تجاری از مواد معدنی حاوی اورانیوم مانند اورانیت استخراج می‌شود. سنگ معدن اورانیوم را می‌توان از چاله‌های روباز یا حفاری‌های زیرزمینی استخراج کرد. سپس سنگ معدن را خرد و در آسیاب تصفیه می‌کنند تا اورانیوم از سنگ معدن جدا شود. اورانیومی که از زمین استخراج می‌شود، در بازارهای تجاری به‌عنوان کنسانتره اکسید اورانیوم (U3O8) موجود است.
اورانیوم در حالت خالص فلز سنگین نقره‌ای رنگ است که تقریباً دوبرابر سرب چگالی دارد. این ماده تحت‌تأثیر شرایط شیمیایی محیط در بسیاری از ترکیبات محلول است. در محیط اکسیدکننده، اورانیوم در ظرفیت +۶ (یون اورانیل) یافت می‌شود که پایدارترین و متحرک‌ترین شکل است. به‌ویژه در این شکل می‌تواند در خاک حرکت کند و به سطح آب نفوذ کند. رایج‌ترین شکل‌های اکسیدهای اورانیوم، U3O8 و UO2 هستند که جامد، کم محلول در آب و در طیف وسیعی از شرایط محیطی پایدار هستند. U3O8 پایدارترین ترکیبات اورانیوم و بیشترین فراوانی را در طبیعت دارد. دی‌اکسید UO2 معمولاً به‌عنوان سوخت رآکتور استفاده می‌شود. این اکسیدها به دلیل پایداری، عموماً برای ذخیره اورانیوم انتخاب می‌شوند.
در زندگی روزمره ما، کدام نوع اورانیوم کاربرد دارد؟
اورانیوم غنی شده مخلوط ایزوتوپی است که حاوی 234U و 235U بیشتر از اورانیوم طبیعی است. اورانیوم غنی شده برای تولید سوخت نیروگاه‌های هسته‌ای استفاده می‌شود. انرژی هسته‌ای یکی از کارآمدترین و پاک‌ترین انرژی‌های روی کره زمین برای تولید الکتریسیته به‌حساب می‌آید، به این معنی که این انرژی محیط‌زیست را آلوده نمی‌کند. اورانیوم در زندگی ما در غلظت‌های بسیار کم در خاک، هوا و آب شیرین وجود دارد. یک‌دهم میلی‌گرم اورانیوم در درون بدن می‌تواند ذخیره شود و باتوجه‌به رژیم غذایی حتی می‌تواند از چند دهم هم فراتر رود. اورانیوم از طریق غذا، آب یا هوایی وارد بدن می‌شود. پس از مصرف، بیشتر اورانیوم در عرض چند روز از بدن دفع می‌شود. این عنصر تنها در صورت جذب در بدن و ورود به جریان خون می‌تواند خطرناک باشد. اورانیوم ضعیف شده کاربردهای مهمی نظیر تولید برق، پزشکی، صنعت، کشاورزی و همچنین در خانه‌ها (در لامپ‌ها برای جلوگیری از گرم‌شدن بیش از حد) دارد.
اورانیوم ضعیف شده مخلوطی از همان سه ایزوتوپ است، اما 234U و 235U بسیار کمی دارد و نسبت به اورانیوم طبیعی رادیواکتیو کمتری دارد. همچنین اورانیوم ضعیف شده ( ۲۳۸) در زندگی روزمره ما به‌خصوص داروسازی و پزشکی و تولید مواد غذایی نقش حیاتی دارد. همچنین این اورانیوم به‌عنوان وزنه تعادل در روتورهای بالگَرد و در قطعات هواپیما، به‌عنوان سپر محافظ در برابر تشعشعات یونیزان، به‌عنوان جزئی از مهمات به‌منظور نفوذ آسان‌تر به خودروهای دشمن و در زره خودروهای نظامی، در تجهیزات زیردریایی‌ها، در عینک‌های فلورسنت و وسایل نوری و در تولید لعاب رنگی برای سرامیک استفاده می‌شود.
کاربردهای اورانیوم در زندگی روزمره و دلیل کاربرد آنها
اورانیوم در زندگی روزمره ما کارکردهای متنوعی را دارد که ما سعی کردیم به بررسی برخی از مهمترین آنها بپردازیم.
کاربرد در تولید برق: تقاضا برای انرژی با رشد جمعیت و رشد اقتصاد جهان افزایش می‌یابد. انرژی هسته‌ای یکی از راه‌حل‌ها برای پاسخگویی به تقاضای روزافزون انرژی و تولید برق به شیوه‌ای مسئولانه از نظر زیست‌محیطی است.
کاربرد در پزشکی: اورانیوم کاربردهای زیادی در پرتودرمانی در زمینه پزشکی از تشخیص تا درمان و مدیریت بیماری دارد. همچنین از اورانیوم در درمان انواع سرطان‌ها، ایدز و انواع خاصی از کم‌خونی استفاده می‌شود. علاوه بر این، به‌عنوان یک عامل آنتی‌بیوتیک به‌منظور نابودی باکتری‌ها نیز کاربرد دارد. پزشکان و کادر پزشکی به طور مداوم در معرض اشعه ایکس هستند که این اشعه تومورها و بیماری‌هایی را در بدن آنها ایجاد کند. برای جلوگیری از تماس این اشعه‌ها با سلول‌های بدن، متخصصان بهداشت هنگام عکس‌برداری با اشعه ایکس از تجهیزات خاصی استفاده می‌کنند. اورانیوم پرمصرف‌ترین ماده برای ساخت چنین تجهیزات حفاظتی است، بنابراین از نفوذ اشعه ایکس به بدن جلوگیری می‌کند.
کاربردهای کشاورزی: در کشاورزی از مواد رادیواکتیو برای بهبود محصولات غذایی، حفظ غذا و کنترل آفات حشرات استفاده می‌شود. همچنین برای اندازه‌گیری رطوبت خاک، نرخ فرسایش و راندمان جذب کود نیز کاربرد دارد.
کنترل حشرات: یکی از روشهای کنترل حشرات از جمله کنترل کرم‌های پیچی، مگس میوه و مگس تسه تکنیک استریل حشره با رادیواکتیو است. مگس تسه باعث انتقال بیماری انگلی می‌شود. تریپانوزومیازیس، به‌آرامی گله‌های دام را از بین می‌برد. همچنین این حشره باعث گسترش شکل انسانی این بیماری می‌شود که به بیماری خواب معروف است. بیماری‌هایی که توسط مگس تسه منتقل می‌شوند باعث مرگ بیش از ۲۵۰۰۰۰ نفر در سال می‌شود.
مزایا و معایب کاربرد اورانیوم در زندگی روزمره
اورانیوم یک فلز سنگین است که دارای پتانسیل ایجاد انواع اثرات نامطلوب سلامتی است. اثرات نامطلوب سلامتی آن از نارسایی کلیه تا کاهش رشد استخوان تا آسیب به DNA است. ازآنجایی‌که اورانیوم هم سمی و هم رادیواکتیو است، ارزیابی سهم نسبی هر یک از این ویژگی‌ها در مشخصات سم‌شناسی آن دشوار است. اثرات رادیواکتیویته در سطح پایین شامل سرطان، کاهش امید به زندگی، تغییرات در باروری است. اثرات رادیواکتیویته در سطح بالا، مرگ فقط در چند روز است. هزاران ماده در زندگی روزمره ما به‌غیراز تشعشعات اورانیوم وجود دارد که می‌توانند باعث سرطان شوند. این مواد شامل دود تنباکو، اشعه ماورای‌بنفش، آزبست، برخی از رنگ‌های شیمیایی، سموم قارچی موجود در غذاها، ویروس‌ها و حتی نور خورشید است. در مورد اورانیوم تنها در موارد استثنایی می‌توان به طور قطعی علت یک سرطان خاص را شناسایی کرد.
استفاده از اورانیوم در پزشکی و کود و کشاورزی دو سوی یک سکه است. فواید استفاده از اورانیوم در پزشکی برای تشخیص و درمان از نظر نجات جان انسان‌ها بسیار اهمیت دارد. از هر چهار بیماری که در کشورهای صنعتی بستری می‌شوند سه نفر از نوعی داروی هسته‌ای استفاده می‌کنند. درحالی‌که این ماده در پزشکی در درمان بیماری‌ها به پزشکان کمک می‌کند؛ اما آسیب به بافت‌های سالم و خطر ابتلا به سرطان در درازمدت از عوارض و معایب کاربردهای آن در پزشکی است. بااین‌وجود سود آن برای بشر نسبت به بسیاری از عوامل دیگر، ضرر کمتری دارد. اورانیوم در صنعت کشاورزی و دامداری برای بهبود و افزایش محصولات غذایی به کار می‌رود؛ اما اثرات زیست‌محیطی و خطرات سلامتی آن نامشخص است.
سوالات متداول اورانیوم در زندگی امروزه
۱- ذخایر عمده اورانیوم در چه کشورهایی یافت می‌شود؟
ذخایر اصلی اورانیوم در استرالیا، کانادا، روسیه، نیجر، آفریقا جنوبی، نامیبیا، برزیل، قزاقستان و مغولستان یافت می‌شود. اگرچه اورانیوم حدود ۱۰۰ برابر بیشتر از نقره رایج است، اما U-235 نادرتر است.
۲- اورانیوم از چه مواد غذایی وارد بدن می‌شود؟
ریشه‌های سبزی‌ها مانند سیب‌زمینی، شلغم و چغندرقند بیشترین مقدار اورانیوم را در رژیم غذایی تأمین می‌کنند. اورانیوم موجود در خاک به این سبزی‌ها می‌چسبد، غلظت آن در این مواد غذایی به طور مستقیم با غلظت اورانیوم در خاکی که این سبزی‌ها رشد می‌کنند، مرتبط است.
۳- بارزترین و کمتر شناخته‌شده‌ترین خواص Uranium چیست؟
یکی از بارزترین خاصیت اورانیوم، چگالی بالای آن است. یک لیتر اورانیوم ۱۹.۱ کیلوگرم وزن دارد. این همان چیزی است که آن را به استفاده در جرم بزرگ در حجم کم سوق می‌دهد.
۴- مهمترین کاربرد اورانیوم در عصر کنونی چیست؟
مهمترین کاربرد اورانیوم در عصر کنونی، بدون شک عملکرد آن به‌عنوان سوخت در راکتورهای هسته‌ای است. انرژی هسته‌ای که در راکتورهای هسته‌ای تولید می‌شود برای توسعه جامعه ضروری است و اورانیوم استفاده از این انرژی را ممکن می‌سازد.
۵- چه مقدار Uranium برای بدن خطرناک است؟
هیچ سطح مشخصی برای سمیت برای انسان وجود ندارد، زیرا آزمایش آن غیرممکن است. مسمومیت معمولاً با LD50 بیان می‌شود، یعنی مقدار ۵۰ درصد افرادی که مصرف می‌کنند یا به روشهای دیگر در معرض این ماده قرار می‌گیرند، کشنده است.
