Uraani

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
ProtaktiniumUraaniNeptunium
Nd

U

-  
 
 
U-TableImage.png
Yleistä
Nimi Uraani
Tunnus U
Järjestysluku 92
Luokka Aktinoidi
Lohko f-lohko
Ryhmä -
Jakso 7
Tiheys 19,1×103 kg/m3
Kovuus 6,0 (Mohsin asteikko)
Väri hopeanharmaa
Löytövuosi, löytäjä 1789, Martin Heinrich Klaproth
Atomiominaisuudet
Atomipaino 238,02891[1] amu
Atomisäde, mitattu (laskennallinen) 175 pm
Van der Waalsin säde 186 pm
Orbitaalirakenne [Rn] 5f36d17s2
Elektroneja elektronikuorilla 2, 8, 18, 32, 21, 9, 2
Hapetusluvut +VI, +V, +IV, +III
Kiderakenne ortorombinen
Fysikaaliset ominaisuudet
Olomuoto kiinteä
Sulamispiste 1405,3 K (1132,2 °C)
Kiehumispiste 4404 K (4131 °C)
Höyrystymislämpö 417 kJ/mol
Sulamislämpö 9,14 kJ/mol
Äänen nopeus 3155 m/s 293,15 K:ssa
Muuta
Elektronegatiivisuus 1,38 (Paulingin asteikko)
Ominaislämpökapasiteetti 0,116 kJ/kg K
Lämmönjohtavuus 27,5 W/(m×K)
Tiedot normaalilämpötilassa ja -paineessa
Uraanimalmi on maankuoressa yhtä yleinen kuin tina. Uraani ja torium muodostavat yhdessä maapallon merkittävimmän nykytekniikalla hyödynnettävissä olevan uusiutumattoman energiavaran.

Uraani on alkuaine ja myrkyllinen raskasmetalli, jonka kaikki luonnossa esiintyvät ja keinotekoiset isotoopit ovat enemmän tai vähemmän radioaktiivisia, useimmiten alfa-säteilijöitä. Jaksollisessa järjestelmässä sen kemiallinen merkki on U (lat. uranium), järjestysluku 92 ja CAS-numero 7440-61-1. Luonnossa esiintyviä isotooppeja ovat vain 238U ja 235U. Luonnonuraanin sulamispiste on 1 132 °C ja tiheys 19 050 kg/m3. Uraani oli ensimmäinen fissioituvaksi havaittu alkuaine. Uraania käytetään yleisesti ydinpolttoaineena. Luonnonuraanin keskimääräinen esiintymistiheys maan kuoressa on noin 2–4 PPM, eli se on lähes 40 kertaa yleisempää kuin hopea ja noin yhtä yleistä kuin tina. Uraanin rikastamisella tarkoitetaan uraanin tai tarkemmin uraanioksidin (U3O8) erottamista muusta malmimateriaalista, kun taas uraanin väkevöinti tarkoittaa 235U-isotoopin määrän kasvattamista suhteessa 238U määrään (yleensä kaasumaisessa uraaniheksafluoridissa UF6) aineessa[2]. Väkevöintiprosessi on välttämätön niin ydinpolttoaineeksi jalostuksessa kuin myös ydinasemateriaaliksi jalostuksessa. Yleiskielessä tarkoitetaan usein rikastamisella väkevöintiä.

Isotoopit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Uraanin kaikki isotoopit ovat radioaktiivisia. Pitkäikäisimmät (stabiileimmat) ja samalla yleisimmät niistä ovat 238U (U-238) ja 235U (U-235). Luonnonuraanissa 238U-istooppia esiintyy noin 99,3% ja 235U-isotooppia vain noin 0,7%. 235U yleisyys on noin hopean luokkaa ja 238U yleisyys on noin tinan luokkaa. 238U puoliintumisaika on noin 4.468 miljardia ja 235U noin 0,704 miljardia vuotta[3]. Kummastakin alkaa useita radioaktiivisia nuklideja käsittävä hajoamissarja, jotka molemmat päättyvät stabiileihin lyijyisotooppeihin. Uraani-isotooppeja voidaan myös valmistaa keinotekoisesti mm. neutroniabsorbtion, beta-hajoamisen avulla. Raskaampi ydin voi hajota uraani-isotoopiksi mm. alfa-hajoamisella.

Uraanin 235U-isotooppia käytetään sekä ydinreaktoreissa että ydinaseissa, koska se on ainoa luonnossa esiintyvä isotooppi, jolla saadaan aikaan fissioiden ketjureaktio termisillä eli "hitailla" (0.025 eV) neutroneilla 235U-isotooppi on fissiili eli helposti halkeava. Sen sijaan 238U-isotooppia ei voida käyttää vastaavasti ydinreaktoreissa energian tuottamiseen koska vastaavaa ydinketjureaktiota ei tapahdu. 238U-isotooppi on fissioituva, mutta ei fissiili, eli ydin voi hajota, mutta vaatii sitä varten suurienergiaisen (nopean) neutronin. Tästä johtuen ydinreaktoreissa käytettävän ydinpolttoaineen väkevöintitarve 235U-isotoopin suhteen on vähintään 3-5%.

Väkevöinnistä huolimatta ydinpolttoaineessa on aina runsaasti 238U-isotooppia (n.95-97%). Ydinreaktiossa 238U-isotooppi saattaa pienellä todennäköisyydellä absorboida eli kaapata termisen, eli hitaan neutronin, jolloin se voi muodostaa lyhytikäisen 239U-istoopin. 239U-istooppi hajoaa 239Np-isotoopiksi (Neptunium-239) beetahajoamisen seurauksena. 239Np-isotooppi hajoaa puolestaan myös beetahajoamisen seurauksena 239Pu-isotoopiksi (Plutonium-239). 239Pu-isotooppi on fissiili ja soveltuu myös ydinenergian tuottamiseen niin reaktorissa kuin ydinasessa. Tavallisessa U-235 polttoaineenaan käytettäväksi suunnitellussa ydinreaktorissa ei kuitenkaan voida hyödyntää tehokkaasti syntynyttä 239Pu-isotooppia, koska sen Vaikutusala (σ) termisellä neutronilla on pieni. Suurin osa syntyneestä Plutoniumista poistuu reaktorista käytetyn polttoaineen mukana. Plutoniumia syntyy suhteellisen vähän vain noin 1% käytetystä polttoaineesta on Plutoniumia ja siitä suurin osa on 239Pu-isotooppia. Jos 239Pu-isotooppia käytetään hyötöreaktorissa polttoaineena, hajoaa se pienemmiksi ytimiksi vastaavasti kuin 235U, eikä sitä voida enää käyttää ydinasemateriaalina. Suomessa 239Pu-isotooppia ei eroteta käytetystä ydinpolttoaineesta.

Ydinasekäyttöön tarvitaan korkeasti väkevöityä 235U-isotooppia ~90-99%. Ydinräjähdyksen toteuttamiseksi pitää ylittää ns. kriittinen massa. Yli 90% väkevöidyn 235U kriittinen massa on noin 52 kg kun taas 239Pu vastaava kriittinen massa on vain noin 11 kg, mikä mahdollistaa paljon pienemmän ydinaseen rakentamisen. Tämä ominaisuus tekee 239Pu-isotoopista kaupallisesti arvokasta.

Ydinreaktorissa, jossa polttoaineena käytetään 3-5% 235U-isotooppista polttoainetta, on kriittisen massan saavuttaminen mahdotonta, jolloin myös ydinräjähdys on mahdoton. Tavallisessa ydinreaktiossa kun 235U-ytimeen osuu terminen eli hidas (n.0.025 eV) neutroni saattaa 235U-ydin tietyllä todennäköisyydellä muodostaa erittäin lyhytikäisen isotoopin 236U, joka hajoaa lähes heti tytärytimiksi vapauttaen samalla energiaa ja keskimäärin 3 neutronia per hajoaminen. Kun näin syntyvät uudet neutronit osuvat edelleen toisiin 235U-ytimiin syntyy ns ydinketjureaktio. Ydinketjureaktio on välttämätön reaktorin toiminnan jatkumiselle. Ydinreaktoreissa ydinketjureaktiota säädellään hidastinaineilla (säätösauvat), jolloin vapautuvien neutronien määrää ja nopeutta pystytään säätelemään. Ydinpolttoaine vapauttaa energiansa lämmön muodossa veteen, jossa se sijaitsee, ja jos ydinketjureaktiota ei jostain syystä pystytä säätelemään hidastinainesauvoilla voi se johtaa veden lämpötilan liialliseen nousemiseen ja ydinpolttoaineen lialliseen kuumenemiseen ja sulamiseen, ilmiö tunnetaan myös nimellä Kiinan syndrooma. Kuuma ydinpolttoaine saattaa tällöin sulattaa tukirakenteet ja "valua" maan sisälle kun taas ylikuumentunut vesi saattaa, paineistuksen riittämättömyydestä johtuen, höyrystyä aiheuttaen vesihöyrypaineräjähdyksen. Tällöin radioaktiivisia isotooppeja 235U, 238U, 239Pu sekä myös radioaktiivisia fissiotuotteita voi päästä ympäristöön.

Eräs toinen Plutoniumin isotooppi 238Pu voidaan valmistaa 238U-isotoopista deuteronilla pommittamalla. Deuteroni on deuteriumin eli myös raskaana vetenä tunnetun veden vety-atomin ydin, jossa on protonin lisäksi yksi neutroni. 238Pu-isotooppia syntyy hyvin vähän ydinreaktorissa. 238Pu-isotooppia voidaan tosiaan käyttää energianlähteenä ns. radioisotooppiparistona koska se on vahvasti radioaktiivinen alfa-säteilijä. Tällöin ei kuitenkaan kyseessä oleva 238Pu ole ns. "ydinpolttoaine" sanan perinteisessä merkityksessä koska energianlähteenä käytetään 238Pu-isotoopin säteilemän alfa-hiukkasen liike-energiaa (mm. avaruusteknologiassa), eikä niin sanottua ydinhajoamisessa tuotettavaa fissioenergiaa kuten 235U-tapauksessa.

233U on keinotekoinen uraanin isotooppi, sitä voidaan valmistaa pommittamalla toriumin isotooppia 232 (232Th) neutroneilla. 233U on myös fissiili kuten 235U tai 239Pu ja voidaan käyttää fissioenergianlähteenä reaktorissa tai ydinasessa.

Kemialliset ominaisuudet ja yhdisteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Uraani kuuluu aktinoidien ryhmään. Muiden aktinoidien tavoin se voi esiintyä yhdisteissään hapetusasteeella +III, mutta korkeammat hapetus­asteet +IV ja +VI ovat pysyvämpiä. Tämän vuoksi uraanilla on kemiallisesti eräitä yhtäläi­syyksiä myös ryhmän 6 alkuaineiden, kromin, molybdeenin ja volframin kanssa.[4]

Uraanin oksideja ovat uraanidioksidi UO2, triuraanioktaoksidi U3O8 ja uraanitrioksidi UO3. Näistä tri­uraani­okta­oksidi on pysyvin, ja sitä esiintyy luonnossa piki­välkkeenä. Siinä osa uraani­atomeista esiintyy hapetus­asteella +IV, osa hapetus­asteella +VI.[4]

Uraani­trioksidi on oranssin­keltainen, amfoteerinen oksidi. Se liukenee esimerkiksi typpihappoon uranyyli-ioneiksi ja natriumhydroksidiin uranaatti-ioneiksi:[4]

UO3 + 2 H+ => UO22+ + H2O
UO3 + 2 OH- => UO22- + H2O

Uranaatit, joissa esiintyy uranaatti-ioni UO22-, ovat uraani­hapon suoloja. Myös tri­uraani­okta­oksidi U3O8 on mahdollista käsittää tämän hapon uraani­suolaksi, uraani­uranaatiksi, jossa uraani esiintyy toisaalta positiivisena neljän­arvoisena kationina U4, toisaalta hapetus­asteella +IV osana uranaatti-ionia.[4]

Halogeenien kanssa uraani muodostaa yhdisteitä kaikilla hapetus­asteillaan. Sen penta­halogenidit ovat kuitenkin vähemmän pysyviä ja pyrkivät dis­proportionoi­tumaan tetra- ja heksa­halogenoideiksi.[4]. Teknisesti tärkein uraanin halogeeni­yhdisteistä on uraaniheksafluoridi UF6. Se on on valkoista kiinteää ainetta, joka kaasuuntuu yli 56 celsiusasteen lämpötilassa. Kaasutilassa sitä käytetään ydin­tekniikassa sen eri isotooppien erottamiseen toisistaan eli uraanin väkevöimiseen.

Uraanin esiintyminen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

On arvioitu, että maapallolla lienee noin 63 biljoonaa tonnia uraania. Tästä valtaosa on kertynyt geologisten prosessien kautta maankuoreen. Maapallon sisäosien kuumuus johtuu osittain siellä olevan uraanin hajoamisesta.[5][6]

Luonnossa esiintyvistä uraani­pitoisista mineraaleista yleisin on pikivälke, joka on tri­uraani­okta­oksidia, U3O8. Uraania on useissa mineraaleissa myös uranyyli-ioneina, UO322+.[4]

Luonnonuraanissa 238U-istooppia esiintyy noin 99,3% ja 235U-isotooppia vain noin 0,7%. 235U yleisyys on noin hopean luokkaa ja 238U yleisyys on noin tinan luokkaa. Yleisesti puhutaan, että luonnonuraani on melko riittoisaa. Kuitenkin on otettava huomioon, että ns. "hyödyllistä" tai fissiokelpoista 235U-isotooppia on luonnonuraanista vain 0,7% eli todella pieni osuus. Pitoisuussuhde myös aiheuttaa sen, että jalostuksen yhteydessä syntyy todella runsaasti, ydinenergiateollisuuteen sopimatonta väkevöityä 238U-istooppia, missä 235U osuus on alle 0,01%. Tätä väkevöityä 238U-istooppia kutsutaan myös nimellä Köyhdytetty Uraani.

Nykyiset varannot ovat pääosin vuosikymmeniä sitten tehdyn etsintätyön tulosta. Epäilemättä varantoa voitaisiin tarvittaessa laajentaa nopeasti uusilla etsinnöillä, kuten 1950- ja 1970-luvuilla tehtiin. Uraanin hinnan nousu viime vuosina onkin uudistanut kiinnostusta uraaninetsintään.

Maailman tunnetut varannot sisältävät noin 5,3 miljoonaa uraanitonnia. Siitä Australian osuus on kolmannes. Seuraavina tulevat Kazakstan 12 prosentillaan sekä Venäjä ja Kanada, joilla kummallakin on 9 prosenttia tunnetuista uraanivaroista.[7]

Kaivostyö ja jalostus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Uraanimalmi on uraanin mineraaleja sisältävää kiveä, jota on taloudellisesti kannattavaa louhia. Tyypillisesti uraanimalmista 0,05–0,20 prosenttia on uraanioksidia. Yleisin uraanimalmi on uraniniitti.

Uraanipelletti

Tällä hetkellä kaivostoiminta edellyttää vähintään 1000 ppm pitoisuutta uraania malmissa, jotta sen hyödyntäminen olisi kannattavaa. Tällaisia pitoisuuksia sisältävät suonimaiset uraaniesiintymät, pegmatiitit, inkonformiteettiesiintymät, alluviumkivettymät ja hiekkakivet. Näissä esiintymissä on maankuoressa arviolta 90 miljoonaa tonnia uraania.[6]

Nykyisten erottelulaitosten tuottama uraanioksidi, pikivälke (U3O8) on lähes mustaa tai vihertävää. Vanhempien laitosten tuote oli kellertävää. Erottelualtaissa uraanimalmin uraanioksidipitoisuus nostetaan kemiallisesti jopa 90 prosenttiin malmin painosta. Erotteluprosessin välivaiheena uraani muodostaa kirkkaankeltaista ammoniumdiuranaattia ((NH4)2U2O7).

Kaivoksen yhteydessä rikastamolla louhittu uraanimalmi rikastetaan, eli malmista poistetaan arvottomat mineraalit (harmeet). Saatu uraanirikaste toimitetaan jatkojalostukseen, jossa uraanin 235U isotoopin määrää lisätään isotoopin 238U suhteen. Tätä prosessia kutsutaan väkevöinniksi. Luonnossa esiintyvässä uraanissa on isotooppia U-235 lähes aina noin 0,711 prosenttia.

Väkevöintiä varten uraani muutetaan kemiallisesti ensin uraanitetrafluoridiksi (UF4) ja lopulta uraaniheksafluoridiksi (UF6. Uraani­heksa­fluoridi kaasuuntuu noin 56 asteen lämpötilassa, ja kaasutilassa voidaan uraanin eri isotoopit erottaa toisistaan joko diffuusio­prosessissa tai sentrifugissa. Tällöin saadaan väkevöityä uraania, jossa 235U-isotoopin pitoisuus on korkeampi kuin luonnon uraanissa. Prosessia jatketaan, kunnes saavutetaan noin neljän prosentin 235U-pitoisuus. Alhaisella 3–5 %:n rikastusasteella uraani kelpaa ydinpolttoaineeksi. Ydinaseissa käytetään yli 90 %:n rikastusastetta, sillä vain siten voidaan saavuttaa kohtuullinen kriittinen massa. Uraanin väkevöinti on teknologisesti melko vaikea, kallis, ja hidas prosessi, mikä vaikuttaa väkevöidyn uraanin taloudelliseen arvoon. Vain teknologisesti kehittynyt maa pystyy väkevöimään uraania.

Väkevöinnin sivu­tuotteena syntyy myös runsaasti köyhdytettyä uraania, jossa 235U-pitoisuus on selvästi alle luonnollisen 0,711 prosentin 238U-pitoisuus yli 99,3% (noin 99,9%). U-238 on heikosti radioaktiivinen alfa-säteilijä ja erittäin tiheä raskasmetalli. Sitä käytetään mm. lento­koneiden tai laivojen vasta­painoissa, panssarivaunujen panssarissa sekä ammuksissa. Tällaista niukasti isotooppia 235 sisältävää uraania on löydetty myös luonnosta Afrikasta Oklon alueelta.

Historiallista taustaa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Uraanin löysi saksalainen kemisti Martin Heinrich Klaproth vuonna 1789 pikivälkkeestä. Pikivälkettä löydettiin varsinkin Böömissä sijainneen Joachimsthalin vanhasta hopeakaivoksesta. Se nimettiin Uranus-planeetan mukaan, joka oli löydetty kahdeksan vuotta aikaisemmin.[5]

Klaprothin tiedetään harkinneen uraanille nimeä klaprothium sen aikaisen nimeämiskäytännön mukaisesti. Ilmeisesti hän oli kuitenkin liian vaatimaton antamaan uudelle alkuaineelle omaa nimeään ja sen sijaan ehdotti vasta löydetyn Uranus-planeetan mukaan "väliaikaista" nimeä uraani, kunnes parempi nimi löydettäisiin. Nimi uraani kuitenkin jäi käyttöön. Myöhemmin jaksollisen järjestelmän seuraavat alkuaineet, neptunium ja plutonium nimettiin seuraten Klaprothin vahingossa aloittamaa tapaa liikkuen planeettakunnassa ulommas: Neptunus ja Pluto ovat Uranusta kauempana Auringosta.[8] Pluto menetti kuitenkin asemansa planeettana vuonna 2006, kun aurinkokunnan ulko-osista oli löytynyt useita samanlaisia kohteita ja Pluton huomattiin olevan vain yksi niistä. Pluto luokiteltiin uudelleen kääpiöplaneetaksi.[9] Pluton kohtalo ei kuitenkaan ole ainutlaatuinen. Kun ensimmäiset nykyään asteroideina tunnetut kappaleet löydettiin 1800-luvun alussa, niitäkin pidettiin planeettoina.[10] Tästä syystä myös kahden ensimmäiseän löydetyn asteroidin, kääpiöplaneetta Cereksen (löyd. 1801) ja toisena löydetyn Pallaksen (löyd. 1802) mukaan on nimetty alkuaineet cerium ja palladium.[11][12][13][14] Nämäkin kaksi alkuainetta on siis nimetty Klaprothin aloittaman tavan mukaan. Cerium ja palladium eivät kuitenkaan sijaitse jaksollisessa järjestelmässä uraanin jälkeen, sillä niiden järjestysluvut ovat 58 ja 46.[12][14] Toisaalta myös Ceres ja Pallas sijaitsevat aurinkokunnassa lähempänä Aurinkoa kuin Uranus.

Uraaniyhdisteitä käytettiin 1800-luvulla varsinkin lasin ja keramiikan värjäämiseen. Uraanioksidi värjää lasin hohtavan kellanvihreäksi.[5] Vuonna 1896 Henri Becquerel tutki useille uraaniyhdisteille ominaista fluoresenssia ja havaitsi tällöin odottamatta niiden radioaktiivisuuden.[5]

Radioaktiivisten malmien tutkinta ja louhinta Yhdysvalloissa alkoi 1900-luvun vaihteessa, kun mm. kellotauluissa käytetyn itsevalaisevan maalin raaka-aineeksi etsittiin radiumia, jota uraanimalmikin sisältää. Sotakäyttöön uraani valjastettiin toisessa maailmansodassa, kun ns. Manhattan-projektissa kehitettiin ensimmäinen ydinase. 1970-lukuun mennessä Yhdysvaltain hallitus luopui uraanintuotannon tukemisesta, koska uraani ei ollut enää sotilaallisesti tärkeää. Samoihin aikoihin uraanille avautui uudet markkinat ydinvoimaloiden polttoaineena.

Tilastoja[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Yhdysvaltain siviilireaktorit ostivat vuonna 2001 kaikkiaan 21 300 tonnia uraania, josta maksettiin keskimäärin 26,39 dollaria kilolta. Hinta oli pudonnut 16 prosenttia vuoden 1998 tasosta. Huhtikuussa 2007 uraani taas rikkoi 100 dollarin naulahinnan (noin 235 dollarin kilohinnan) maksettuaan vielä kesällä 2006 noin 40 dollaria naulalta (noin 94 dollaria/kilo).[15]

Vuonna 2001 Yhdysvallat tuotti 1 018 tonnia uraania seitsemältä kaivauspaikalta, jotka kaikki sijaitsevat Mississippijoen länsipuolella.

Uraania jaellaan maailmanlaajuisesti, erityisesti Ranskasta. Yleensä suuret maat tuottavat uraania pieniä maita enemmän, koska uraani on jakautunut maaperään melko tasaisesti. Australialla on laajat uraanivarat, jotka muodostavat arviolta 30 % maailman tunnetuista uraanivarannoista.

Suurin osa maailman uraanista tuotetaan Kanadassa ja Australiassa. Muita yli 1000 tonnia uraania vuodessa tuottavia maita on Kazakstan, Niger, Venäjä, Namibia, Uzbekistan ja Yhdysvallat. Yhdessä ne tuottavat yli 90 % maailman uraanista.[16]

Uraani ei ole kovin harvinaista; se on suurin piirtein yhtä tavallista kuin tina. Uraania on maapallon meriin liuenneena arviolta viisi miljardia tonnia.[5] Suomessa uraania on maaperässä keskimäärin 4,5 g kuutiometrissä.

Uraaninetsintä Suomessa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kauppa- ja teollisuusministeriö teki päätöksen uraanivaltauksesta Enon ja Kontiolahden rajalle 10. lokakuuta 2006.[17] Päätös antaa ranskalaiselle Cogema-yhtiölle (Compagnic Générale des Matières Nucléaires, nykyisin Areva) oikeuden uraanin ja muiden malmien etsintään. Päätös ei oikeuta koelouhintaan tai koerikastukseen. Valtaus on voimassa 5 vuotta. Yhtiö sai Enossa ja Kontiolahdella valtausoikeudet 18 alueeseen, joiden kokonaispinta-ala on noin 1 500 hehtaaria. Valtausalueilta etsitään uraania ja toriumia.

Uusien valtausten hakeminen on vilkastunut, koska uraanin hinta on noussut viime vuosina. Aiheesta kerrotaan lisää artikkelissa uraanin esiintyminen.

Köyhdytetyn uraanin käyttö[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Köyhdytetty uraani eli väkevöity 238U-isotooppi on heikko alfa-säteilijä, jolla on hyvin pitkä puoliintumisaika. Alfa-säteily on melko vaaratonta heikon läpitunkevuutensa takia (paperi-arkki tai iho pysäyttää alfa-hiukkasen). Köyhdytetty uraani on tiheä raskasmetalli, ja tästä syystä erinomainen materiaali käytettäväksi ammuksissa tai panssareissa. Ammuksena käytetty köyhdytetty uraani jauhautuu hienoksi pölyksi, joka voi hengityksen tai ruuansulatuksen kautta tuoda kehoon radioktiivisia alfa-säteilijä-hiukkasia.

Köyhdytettyä uraania käytetään mm. lentokoneissa, lääketieteellisissä laitteissa, panssareissa ja panssarinläpäisevissä ammuksissa. Sitä käytettiin aikaisemmin myös tekohampaissa. Se on tiheä, edullinen ja terveysriskit ovat vähäisiä tai olemattomia verrattuna esimerkiksi lyijyyn.lähde? http://www.world-nuclear.org/info/inf14.html

Köyhdyttyä Uraania syntyy runsaasti ydinenergiateollisuudessa (väkevöinnissä). Tästä johtuen, sille etsitään usein vaihtoehtoisia käyttökohteita- ja tarkoituksia. USA on kättänyt köyhdytettyä uraania ammuksissa ainakin Irakin sodassa. Sotilasliitto Nato on käyttänyt köyhdytettyä uraania ainakin Kosovon sodassa.

Terveysvaikutukset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Säteilyturvakeskuksen mukaan tavallisten suomalaisten porakaivoveden käyttäjien virtsan uraanipitoisuudet ovat olleet samaa luokkaa kuin sellaisilla sotilailla, jotka ovat saaneet kehoonsa uraaniammusten sirpaleita. Raskasmetallien ominaisuuksien vuoksi Säteilyturvakeskus on varoittanut suomalaisia rauhanturvaajia keräämästä uraanikärkiä matkamuistoiksi.[18]

Juomaveden uraani[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Suomen kallioperän ollessa uraanipitoista on monilla alueilla kaivovedessä suuria uraanipitoisuuksia, erityisesti porakaivoissa.[19] Maailman terveysjärjestön tuoreen arvion perusteella suositus enimmäispitoisuuden ohjearvoksi on vain 0,015 mg/l, kun taas 0,1 mg/l on tavallinen pitoisuus uraanialueilla. Tosin Suomessa on tavattu yksittäistapauksissa jopa yli 1 mg/l pitoisuuksia. Aikaisemmat ohjearvot perustuivat radioaktiivisuuteen, joka ei luonnon uraanin osalta ole merkittävin riskilähde?. Pahin tunnettu haitta on myrkyllisyys munuaisille. Suomessa pitoisuuksien on todettu korreloivan kalsiumin ja fosfaatin lisääntyneeseen eritykseen virtsaan, mutta merkitystä ihmisen terveydelle ei tiedetälähde?. Asia on aktiivisen tutkimuksen kohteena. [20] [21]

Köyhdytetty uraani[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Köyhdytetyllä uraanilla ei ole merkittäviä välittömiä terveyshaittoja [22], mutta esimerkiksi Maailman terveysjärjestö WHO:n mukaan [23] köyhdytetylle uraanille altistuminen saattaa aiheuttaa häiriöitä munuaisten ja keuhkojen toiminnassa.

Kansainvälinen atomienergiajärjestö toteaa vuoden 2003 raportissaan, että tieteellinen näyttö todistaa että köyhdytetyllä uraanilla ei ole välittömiä merkittäviä terveyshaittoja ("based on credible scientific evidence, there is no proven link between DU exposure and increases in human cancers or other significant health or environmental impacts"). Järjestö huomauttaa, että kuten muut raskasmetallit, se saattaa hengitettynä tai syötynä olla suurissa pitoisuuksissa myrkyllinen erityisesti munuaisille ("Like other heavy metals, DU is potentially poisonous. In sufficient amounts, if DU is ingested or inhaled it can be harmful because of its chemical toxicity. High concentration could cause kidney damage").[24]

Köyhdytetty Uraani (U-238) on melko vaaratonta (isossa kappaleessa) heikon säteilynsä johdosta, esimerkiksi uraani-ammusta voi käsitellä ilman suojavälineitä, tai uraanipanssaroidussa ajoneuvossa voi olla ilman erityisiä suojavälineitä. Kansainvälinen atomienergiajärjestö viittaa tähän sanoessaan, ettei köyhdytetyllä Uraanilla ole välittömiä merkittäviä terveyshaittoja. Köyhdytetyllä Uraanilla on kuitenkin kahdenlaisia terveysriskejä: kemiallinen ja radiologinen. Kemiallinen terveysriski voi aiheutua, jos U-238-isotooppia joutuu elimistöön yhdisteenä, esim. veden mukana. Tällöin seurauksena voi olla ns. raskasmetallimyrkytys ja munuaisten vaurioituminen. Radiologinen terveysriski voi aiheutua esim. silloin, jos köyhdytettyä uraania on esim. käytetty ammuksena ja osa uraanista on hienoutunut pölyksi. Tällöin on suuri vaara hengittää tai nielaista radioktiivisia alfa-säteilijä-hiukkasia. Hengitettynä tai nielaistuna, niinkuin mikä tahansa alfa-säteiliä, U-238 voi alfa-hajota ja näin lähteneen Alfa-hiukkasen suuri liike-energia voi hajottaa kemiallisia molekyylisiteitä kudoksissa keuhkoissa tai ruuansulatuselimistössä. Tämä voi pitkän vaikutusajan myötä aiheuttaa vakavia terveysriskejä, kuten mutaatioita ja syöpää. Oireet on vastaavat kuin kroonisessa säteilymyrkytyksessä. Pitkäikäinen uraanipöly vakavasti vahingoittaa elinympäristöä sodanjälkeisellä alueella ja saastuttaa mm. juomaveden. Seurauksena, voi esimerkiksi saastuneen juomaveden juoneella, raskaana olevalla naisella, tulla keskenmeno tai kehittyvällä lapsella voi kehittyä vakava mutaatio. Tästä on viitteitä mm. Irakissa ja Kosovossa. USA ei ole myöntänyt, että mutaatioilla ja köyhdytetyn uraanin käytöllä olisi yhteyttä. [25]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Michael T. Wieser & Tyler B. Coplen: Atomic Weights of the Elements 2009 (IUPAC technical report). Pure and Applied Chemistry, 2011, 83. vsk, nro 2. IUPAC. Artikkelin verkkoversio Viitattu 16.4.2011. (englanniksi)
  2. http://www.gtk.fi/_system/print.html?from=/geologia/luonnonvarat/uraani/malmista_ydinpolttoaineeksi.html
  3. http://en.wikipedia.org/wiki/Isotopes_of_uranium
  4. a b c d e f Antti Kivinen, Osmo Mäkitie: Kemia, s. 414-418. Otava, 1988. 951-1-10136-6.
  5. a b c d e Marko Hamilo: Pikivälkkeestä radioaktiivisuuteen Helsingin Sanomat 18.10.2005 (alkuainesarjan artikkeli uraanista). Viitattu 14.7.2010.
  6. a b Herring, J.: Uranium and thorium resource assessment, Encyclopedia of Energy, Boston University, Boston, USA, 2004, ISBN 0-12-176480-X
  7. http://www.tekniikkatalous.fi/energia/taman+maan+uraanivarat+ovat+maailman+suurimmat/a865184?s=r&wtm=-18122012&
  8. Goldschmidt, B.: Uranium's Scientific History 1789 - 1939. Uranium Instituten 14. kansainvälinen symposium, Lontoo, 1989.
  9. http://www.iau.org/public/pluto/ Pluto and the Developing Landscape of Our Solar System
  10. http://aa.usno.navy.mil/faq/docs/minorplanets.php#Encke When did the asteroids become minor planets?
  11. http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2007/27/background/ Hubble Images of Asteroids Help Astronomers Prepare for Spacecraft Visit: When Ceres and Vesta Were Planets
  12. a b http://www.3rd1000.com/elements/Cerium.htm
  13. http://www.platinummetalsreview.com/dynamic/article/view/47-4-175-183
  14. a b http://www.3rd1000.com/elements/Palladium.htm
  15. Uraani rikkoi haamuhinnan 13. huhtikuuta 2007. talentum.com. Viitattu 21. huhtikuuta 2007.
  16. World Nuclear Association: The WNA Market Report. Lontoo, 2007.
  17. Päätös COGEMAn uraanivaltaushakemuksesta Pohjois-Karjalassa 10. lokakuuta 2006. Kauppa- ja teollisuusministeriö. Viitattu 27. helmikuuta 2007.
  18. [1]
  19. Tuomisto J. 100 kysymystä ympäristöstä ja terveydestä: arsenikista öljyyn, ss. 45-46. Kustannus Oy Duodecim, Helsinki 2007. Verkossa englanniksi http://en.opasnet.org/w/arsenic_to_zoonoses
  20. Kurttio P, Auvinen A, Salonen L, Saha H, Pekkanen J, Mäkeläinen I, Väisänen SB, Penttilä IM, Komulainen H STUK: Renal effects of uranium in drinking water http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11940450
  21. Päivi Kurttio, Hannu Komulainen, Aila Leino, Laina Salonen, Anssi Auvinen, and Heikki Saha: Environ Health Perspect. 2005 January; 113(1): 68–72. Bone as a Possible Target of Chemical Toxicity of Natural Uranium in Drinking Water http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1253712/
  22. [2]
  23. http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs257/en/
  24. [3]
  25. http://www.informationclearinghouse.info/article34351.htm

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Uraani.