युरेनियम

HEUraniumC

यूरेनियम एक रासायनिक तत्व हो जसको प्रतीक U र परमाणु संख्या ९२ छ। यो पेरियोडिक तालिकाको एक्टिनाइड श्रृंखलामा रहेको चाँदी-खैरो धातु हो। युरेनियमको अणुमा ९२ प्रोटोन र ९२ इलेक्ट्रोन हुन्छन्, जसमध्ये ६ भ्यालेन्स इलेक्ट्रोन हुन्छन्। युरेनियम रेडियोएक्टिभ रूपमा अल्फा कण उत्सर्जन गरेर क्षय हुन्छ । यस क्षयको हाफ लाइफ (Half Life) १५९,२०० र ४.५ अर्ब वर्षको बीचमा भिन्न आइसोतप अनुसार फरक फरक हुन्छ , यसकारण तिनीहरूलाई पृथ्वीको उमेर डेटिङको लागि उपयोगी बनेको छ। प्राकृतिक युरेनियममा सबैभन्दा सामान्य आइसोटोपहरू यूरेनियम-२३८ (जसमा १४६ न्यूट्रोनहरू छन् र पृथ्वीमा युरेनियमको ९९% भन्दा बढीको यही युरेनियम हो) र यूरेनियम-235 (जसमा १४३ न्यूट्रोनहरू छन्) हुन्। यूरेनियममा प्रारम्भिक रूपमा हुने तत्वहरूको सबैभन्दा उच्च परमाणु वजन छ। यसको घनत्व सिसाको भन्दा लगभग ७० % बढी छ, र सुन वा टंगस्टन भन्दा अलि कम छ। यो प्राकृतिक रूपमा माटो, चट्टान र पानीमा केही पार्ट्स पर मिलियन कम सांद्रतामा हुन्छ, र व्यावसायिक रूपमा युरेनिनाइट जस्ता युरेनियम-वाहक खनिजहरूबाट निकालिन्छ ।

युरेनियमको धेरै समकालीन प्रयोगहरूले यसको अद्वितीय आणविक गुणहरू उपयोग गरिन्छ। युरेनियम-२३५ मात्र प्राकृतिक रूपमा हुने फिसाइल आइसोटोप हो, जसले यसलाई आणविक उर्जा प्लान्ट र आणविक हतियारहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गर्छ। यद्यपि, प्राकृतिक रूपमा हुने युरेनियममा युरेनियम-२३५ को सांद्रताको चरम अभावका कारण (जसले धेरैजसो युरेनियम-२३८ हो), युरेनियमलाई पर्याप्त मात्रामा युरेनियम-२३५ रहेको हुनाले संवर्धन गर्न आवश्यक छ। यूरेनियम-२३८ द्रुत न्यूट्रोनद्वारा विखंडन हुन्छ , यसको अर्थ यो परमाणु रिएक्टरमा फिसाइल प्लुटोनियम-२३९ मा ट्रान्सम्युट गर्न सकिन्छ। अर्को फिसाइल आइसोटोप, युरेनियम-२३३, प्राकृतिक थोरियमबाट उत्पादन गर्न सकिन्छ र परमाणु प्रविधिमा भविष्यमा औद्योगिक प्रयोगको लागि अध्ययन गरिन्छ।

१७८९ मा युरेनियमको खोजको श्रेय मार्टिन हेनरिक क्लाप्रोथलाई दिइन्छ। उनले भर्खरै पत्ता लागेको ग्रह अरुण ग्रह (Uranus)को नामबाट नयाँ तत्वको नाम राखेका थिए। Eugène-Melchior Péligot धातुलाई अलग गर्ने पहिलो व्यक्ति थिए, र यसको रेडियोधर्मी गुणहरू हेनरी बेकरेलले १८९६ मा पत्ता लगाएका थिए। ओट्टो हान, लिस मेइटनर, एनरिको फर्मी जे रोबर्ट ओपेनहाइमर र अन्यले गरेको अनुसन्धानले सन् १९३४ मा आणविक उर्जा उद्योगमा इन्धनको रूपमा प्रयोग हुन थाल्यो र युद्धमा प्रयोग भएको पहिलो आणविक हतियार लिटिल ब्वायमा प्रयोग हुन सुरु भयो । संयुक्त राज्य अमेरिका र सोभियत संघ बीचको शीतयुद्धको दौडान हतियार दौडले दशौं हजार आणविक हतियारहरू उत्पादन भयो जसमा युरेनियम धातु र युरेनियम-व्युत्पन्न प्लुटोनियम-२३९ प्रयोग गरिएको थियो। यी हतियारहरू र सम्बन्धित आणविक पूर्वाधारको विघटन विभिन्न आणविक निशस्त्रीकरण कार्यक्रमहरू भित्र गरिन्छ र अरबौं डलर खर्च हुन्छ। आणविक हतियारबाट प्राप्त हतियार-ग्रेड युरेनियम यूरेनियम-२३८ मा पातलो हुन्छ र परमाणु रिएक्टरहरूको लागि इन्धनको रूपमा पुन: प्रयोग गरिन्छ। यी आणविक रिएक्टरहरूको विकास र तैनाती विश्वव्यापी आधारमा जारी छ किनभने यो कार्बन डाइअक्साइड (CO ₂ ) मुक्त ऊर्जाका शक्तिशाली स्रोत हो । आणविक ईन्धनले रेडियोधर्मी फोहोर बनाउँछ, जसमा प्रायः युरेनियम-२३८ हुन्छ र यसले महत्त्वपूर्ण स्वास्थ्य खतरा र वातावरणीय प्रभाव पार्छ।

उपयोग

नागरिक

नागरिक क्षेत्रमा युरेनियमको मुख्य प्रयोग आणविक ऊर्जा संयन्त्रहरू इन्धन गर्न हो। एक किलोग्राम यूरेनियम-२३५ सैद्धान्तिक रूपमा लगभग २० टेराजुल्स (2 ×१०^१३  जुल ) उर्जा उत्पादन गर्न सक्छ, जुन १५ लाख किलोग्राम (१,५०० टन ) कोइला बराबरको उर्जा हो।

23892U + n → 23992U + γ β−→  23993Np β−→  23994Pu

प्रभाव र सावधानीहरू

युरेनियमको जोखिमबाट मृगौला, मस्तिष्क, कलेजो, मुटु र अन्य प्रणालीहरूको सामान्य कार्य प्रभावित हुन सक्छ, किनभने, कमजोर रेडियोधर्मी भएपनि यूरेनियम एक विषाक्त धातु हो। युरेनियम पनि प्रजनन विषाक्त पदार्थ हो।

युरेनियम उत्पादन

श्रेणी	देश/क्षेत्र	युरेनियम उत्पादन (२०२१) (टन यू)	विश्व उत्पादनको प्रतिशत (२०२१)
	विश्व	४८,३३२	१००.००%
१	कजाकिस्तान	२१,८१९	४५.१४%
२	नामिबिया	५,७५३	११.9०%
३	क्यानडा	४,६९३	९.१%
४	अस्ट्रेलिया	४,१९२	८.६७%
५	उजबेकिस्तान	३,५०० (अनुमान। )	७.२४%
६	रूस	२,६३५	५.४५%
७	नाइजर	२,२४८	४.६५%
८	चीन	१,८८५ (अनुमानित। )	३.९०%
९	भारत	६१५ (अनुमानित। )	१.२७%
१०	युक्रेन	४५५	०.९४%
११	दक्षिण अफ्रिका	३८५ (अनुमानित। )	०.८०%
१२	इरान	७१ (अनुमानित। )	०.१५%
१३	पाकिस्तान	४५ (अनुमानित। )	०.०९%
१४	ब्राजिल	२९	०.०६%
१५	संयुक्त राज्य अमेरिका	८	०.०२%
१६	चेक गणतन्त्र	०	< ०.०१%
१७	रोमानिया	०	< ०.०१%
१८	फ्रान्स	०	< ०.०१%
१९	जर्मनी	०	< ०.०१%
२०	मलावी	०	< ०.०१%