ما هو يورانيوم؟
يورانيوم (رمزه U) هو العنصر 92 في الجدول الدوري، وينتمي إلى أكتينيد في الدورة 7. أثقل عنصر بدائي، والعنصر الذي شطر القرن العشرين إلى نصفين. في درجة حرارة الغرفة، يكون صلباً، وهو مشع.
القصة
ماهيّة يورانيوم وكيف اكتشفناه
اليورانيوم هو بطل الوزن الثقيل بين العناصر الطبيعية، إذ يحتوي على قدر كافٍ من الطاقة لإضاءة المدن أو تدميرها. وقد أشعل هذا المعدن المشع العصر الذري، بدءًا من أول تفاعل نووي مستدام في عام 1942 وصولًا إلى محطات الطاقة الحديثة التي تولّد 10% من كهرباء العالم. تحتوي حبيبة واحدة من وقود اليورانيوم بحجم طرف إصبعك على طاقة تعادل طاقة طن من الفحم. سُمّي هذا العنصر نسبةً إلى كوكب أورانوس، ويتحوّل ببطء إلى رصاص على مدى مليارات السنين، ليعمل كساعة طبيعية ساعدت العلماء على تحديد عمر الأرض بنحو 4.5 مليار سنة. نواة ذرة اليورانيوم مكتظة جدًا بالبروتونات حتى إنها بالكاد مستقرة، وتطلق باستمرار جسيمات وطاقة. وتوفر هذه الحالة من عدم الاستقرار الطاقة لكل من المفاعلات النووية والأسلحة الذرية، مما يجعل اليورانيوم أحد أكثر المواد خضوعًا للرقابة على الأرض. كما أن تحلله المشع يسخّن لب كوكبنا.
اكتشاف يورانيوم
Martin Heinrich Klaproth
اكتُشف اليورانيوم في عام 1789 على يد الكيميائي الألماني Martin Heinrich Klaproth أثناء تحليله خام البيتشبلند من مناجم يواخيمستال في بوهيميا (جمهورية التشيك حاليًا). وقد عزل Klaproth ما اعتقد أنه معدن جديد، وأطلق عليه اسم "uranium" نسبةً إلى كوكب أورانوس الذي اكتشفه William Herschel حديثًا عام 1781.
التوصيف الأولي
كانت عينة Klaproth الأصلية في الواقع ثاني أكسيد اليورانيوم وليست يورانيوم فلزيًا نقيًا، لكن تحليله الكيميائي حدّد بصورة صحيحة احتواءها على عنصر لم يكن معروفًا من قبل. ووصف المادة الجديدة بأنها ذات خصائص كيميائية فريدة ومختلفة عن المعادن المعروفة، رغم عجزه عن إنتاج المعدن النقي بتقنيات القرن الثامن عشر.
عزل المعدن النقي
لم يُعزل اليورانيوم الفلزي النقي حتى عام 1841 على يد الكيميائي الفرنسي Eugène-Melchior Péligot، الذي اختزل رباعي كلوريد اليورانيوم باستخدام فلز البوتاسيوم. وأثبت عمل Péligot الوزن الذري الحقيقي لليورانيوم وأكّد أنه عنصر مستقل، مصححًا بعض المفاهيم الخاطئة الناتجة عن تحليل Klaproth الأصلي.
اكتشاف النشاط الإشعاعي
اكتُشفت أهم خصائص اليورانيوم في عام 1896 على يد Henri Becquerel، الذي وجد أن أملاح اليورانيوم تطلق تلقائيًا إشعاعًا قادرًا على تعريض ألواح التصوير. وقد أطلق اكتشاف النشاط الإشعاعي الطبيعي مجالي الفيزياء والكيمياء النوويتين، مما أدى إلى اكتشاف الراديوم والبولونيوم والانشطار النووي.
اختراق الانشطار النووي
أحدث اكتشاف الانشطار النووي في اليورانيوم-235 على يد Otto Hahn وFritz Strassmann عام 1938، وتفسيره من قبل Lise Meitner وOtto Frisch، ثورةً في العلم والتكنولوجيا. وأدى هذا الاختراق إلى كل من الأسلحة النووية والطاقة النووية، مما جعل اليورانيوم أحد أكثر العناصر أهميةً من الناحية الاستراتيجية في التاريخ الحديث.
الإرث العلمي
غيّر اكتشاف اليورانيوم والأبحاث اللاحقة عليه فهمنا لبنية الذرة والطاقة والكون تغييرًا جوهريًا. ومن التعرف الأولي عليه على يد Klaproth إلى العصر النووي، أسفرت أبحاث اليورانيوم عن العديد من جوائز نوبل، ولا تزال تدفع التقدم في العلوم النووية وإنتاج الطاقة واستكشاف الفضاء.