Уран: почему химический элемент назвали в честь планеты
Уран стоит в периодической таблице под номером 92. Он тяжелый, радиоактивный и встречается повсюду — от гранита в горах до капли морской воды. Но свое имя получил не за свойства, а в честь астрономического открытия, которое потрясло ученых конца XVIII века.
Почему химический элемент назвали в честь планеты
В 1781 году английский астроном Уильям Гершель заметил в телескоп необычный движущийся объект. Сначала его приняли за комету, но быстро поняли: это новая планета Солнечной системы. Впервые за тысячи лет люди открыли планету, которую не знали древние. Ей дали имя Уран — в честь греческого бога неба, деда Зевса.
Весть об открытии облетела Европу. Ученые разных стран наперебой наблюдали за новой планетой. Среди них был немецкий химик Мартин Генрих Клапрот. В 1789 году он исследовал минерал настуран, который добывали в шахтах Иоахимшталь в Богемии (современная Чехия).
Клапрот сплавил минерал с едкой щелочью в серебряной посуде, но полученная смесь растворилась не до конца. Ученый понял: в минерале нет ни молибдена, ни вольфрама — зато есть что-то неизвестное, какое-то новое вещество, а в нем — новый металл. Тогда Клапрот попробовал растворить минерал в азотной кислоте и в «царской водке» (смеси кислот, которая берется за самые стойкие материалы). В остатке от растворения он нашел кремнистую кислоту и немного серы. А из самого раствора через некоторое время выпали красивые светлые кристаллы зеленовато-желтого цвета.
Получить чистый металл оказалось трудно, но Клапрот наконец увидел маленькие зерна нового металла. И назвал его в честь недавно открытой планеты. Так на свет появился уран.
Позже выяснилось: Клапрот ошибался. Он выделил не чистый металл, а его оксид (то есть соединение с кислородом). Настоящий металлический уран получили только через полвека и сделал это французский химик Эжен-Мелькиор Пелиго.
Какими свойствами обладает уран
Уран — действительно очень тяжелый элемент: он плотнее свинца почти в полтора раза, а в земной коре его примерно столько же, сколько олова или мышьяка. Он прячется в гранитах, фосфоритах и даже в угольных пластах. Следы урана находят в речной воде, в растениях и в теле каждого человека — но в микроскопических дозах, безопасных для здоровья.
Долгое время уран считался просто красивой редкостью. Из него делали желтую краску для стекла и керамики. Еще в 1789 году Мартин Генрих Клапрот использовал полученный им желтый оксид урана для окрашивания стекла. Позже, с 1830-х годов, стеклодувы Богемии наладили производство уранового стекла — красивого желто-зеленого оттенка, которое мягко светится в ультрафиолете.
В 1896 году французский физик Антуан Анри Беккерель случайно обнаружил: соли урана засвечивают фотопластинку через черную бумагу. Так открыли радиоактивность. Оказалось, что атомы урана нестабильны: они самопроизвольно распадаются и испускают невидимые лучи.
Позже Мария и Пьер Кюри нашли из урановой руды еще два новых элемента — полоний и радий, которые были куда активнее самого урана. Так уран привел ученых в мир ядерной физики.
Как используют уран
Сегодня главная задача урана — давать тепло. На атомных электростанциях используют природный уран после небольшого обогащения. Один грамм урана-235 (разновидность элемента) выделяет энергии столько же, сколько почти три тонны угля. При этом нет дыма и копоти.
Уран служит топливом для ледоколов, которые ведут суда по Северному морскому пути без дозаправки годами. В медицине изотопы, которые получают при работе реакторов на уране, используют для диагностики и стерилизации. Например, гамма-излучение кобальта-60 помогает стерилизовать медицинские инструменты и оборудование.
Чтобы получить пригодное топливо, уран обогащают: повышают долю урана-235 с природных 0,7% до 3–5%. Для этого уран превращают в газ и пропускают через тысячи быстро вращающихся центрифуг. Более легкий уран-235 отделяется от основного урана-238 постепенно, шаг за шагом.
Обратный процесс дает обедненный уран — в нем урана-235 остаются доли процента. Обедненный уран менее радиоактивен, чем природный, но при этом токсичен как свинец. Опасно вдыхать или проглатывать его пыль. Его используют для изготовления балласта в самолетах и судах, а также для защиты от радиации в медицинских аппаратах.
