Uranium
จาก Thailand Science and Technology Wikipedia
Uranium
ยูเรเนียม (uranium) เป็นธาตุที่มีความน่าสนใจทั้งในบทบาทของยูเรเนียมต่อพลังงานนิวเคลียร์ และที่มาของชื่อธาตุซึ่งไปเกี่ยวโยงกับชื่อดาวเคราะห์ยูเรนัสและเทพเจ้ากรีกโบราณ
ยูเรเนียมเป็นธาตุโลหะกัมมันตภาพรังสีหนักที่สุดที่เกิดในธรรมชาติ มีเลขอะตอม (atomic number) 92 มี 3 ไอโซโทป คือ ยูเรเนียม-238 (มีในธรรมชาติ 99.28%) ยูเรเนียม-235 (มีในธรรมชาติ 0.71%) และยูเรเนียม-234 (มีในธรรมชาติ 0.06%) ยูเรเนียมเป็นโลหะสีขาว มีคุณสมบัติทางกายภาพคือ จุดเดือดที่ 3.818 องศาเซลเซียส จุดหลอมเหลวที่ 1.132 องศาเซลเซียส
ยูเรเนียมพบในธรรมชาติมากที่สุดอยู่ในรูปของแร่ เรียก พิตซ์เบลนด์ (pitchblend) ซึ่งมีอยู่มาในประเทศเยอรมนี นอร์เวย์ อังกฤษ โรมาเนีย สหรัฐอเมริกา แคนาดา และแอฟริกาใต้ (ประเทศซาอีร์ หรือ Zaire)
ในบรรดาไอโซโทปทั้งสามของธาตุยูเรเนียม ไอโซโทปซึ่งมีคุณค่าหรือเป็นที่ต้องการมากที่สุด คือยูเรเนียม-235 เพราะเหมาะ (และก็ถูกใช้) เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (nuclear reactor) และอาวุธหรือระเบิดนิวเคลียร์ (nuclear weapons) ได้ดีที่สุด โดยที่ยูเรเนียม-233 ก็เป็นที่ต้องการมากด้วย เนื่องจากเหมาะที่จะใช้เป็นเชื้อเพลิงเช่นเดียวกับยูเรเนียม-235 แต่เนื่องจากมีอยู่ในธรรมชาติน้อยมาก ความสนใจจึงไปอยู่ที่ยูเรเนียม-235 มากกว่า
การที่ยูเรเนียม-235 และยูเรเนียม-233 เหมาะที่จะใช้เป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ก็เพราะเป็นไอโซโทปของยูเรเนียมที่จะเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ได้ง่าย เนื่องจากอะตอมหรือนิวเคลียสของยูเรเนียม-235 มีคุณสมบัติในการจับนิวตรอนมีพลังงานต่ำ หรือนิวตรอนช้า (low energy neutron หรือ slow neutron หรือ thermal neutron) ได้ง่าย ซึ่งเป็นกระบวนการสำคัญของการเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์
สำหรับเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เป้าหมายคือ การทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบลูกโซ่ (chain nuclear reaction) โดยสามารถควบคุมได้ ซึ่งการควบคุมก็มีทั้งส่วนที่ทำให้นิวตรอนจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์เองเคลื่อนที่ช้าลงด้วยการอาศัยวัสดุดังเช่นน้ำหรือแท่งกราไฟต์ และส่วนควบคุมปริมาณของนิวตรอนด้วยวัสดุดังเช่นแคดเนียม
ธาตุยูเรเนียมถูกค้นพบโดยนักเคมีชาวเยอรมันชื่อ มาร์ติน เอช. แคลปโรท (Martin H. Klaproth) เมื่อปี ค.ศ.1789
มาร์ติน เอช. แคลปโรท ได้รับการยกย่องเป็นบิดาแห่งเคมีวิเคราะห์ (analytical chemistry) และเมื่อมหาวิทยาลัยเบอร์ลินก่อตั้งขึ้นในปี ค.ศ.1810 เขาก็ได้รับการแต่งตั้งเป็นศาสตราจารย์คนแรกของมหาวิทยาลัย ซึ่งนับเป็นเกียรติประวัติอันน่าชื่นชมสำหรับ มาร์ติน เอช. แคลปโรท ผู้ไม่ได้รับการศึกษาทางด้านเคมีโดยตรงจากมหาวิทยาลัยใดๆ หากกลายเป็นนักเคมีคนสำคัญของโลกจากการเรียนรู้ด้วยตนเอง และจากการเรียนรู้ด้วยประสบการณ์ตรงกับ ร้านขายยา หลายแห่งตั้งแต่อายุ 16 ปี
มาร์ติน เอช. แคลปโรท ค้นพบธาตุใหม่หลายธาตุ เริ่มต้นจากการค้นพบธาตุยูเรเนียมในปี ค.ศ.1789 ตามด้วยการค้นพบธาตุเซอร์โคเนียม (zirconium) ในปีเดียวกัน เขาค้นพบธาตุซีเรียม (cerium) ปี ค.ศ.1803 และเขาก็เป็นคนที่ตรวจพบว่าธาตุไทเทเนียม (titanium) เป็นธาตุใหม่เมื่อปี ค.ศ.1795 และเป็นคนตั้งชื่อธาตุเป็นไทเทเนียม แต่ยกเกียรติคุณการค้นพบธาตุไทเทเนียมแก่ วิลเลียม เกรกอร์ (William Gregor) ว่าเป็นผู้ค้นพบไทเทเนียมตั้งแต่ปี ค.ศ.1791 โดยไม่ทราบว่าได้ค้นพบธาตุใหม่
สำหรับชื่อของธาตุยูเรเนียม มาร์ติน เอช. แคลปโรท เป็นผู้ตั้งตามประเพณีนิยมของนักเคมีโบราณ ที่นิยมตั้งชื่อโลหะธาตุตามชื่อของเทพเจ้าแห่งดวงดาวในระบบสุริยะ เนื่องจากมีการค้นพบดาวเคราะห์ดวงใหม่โดย วิลเลียม เฮอร์เชล (William Herschel) เมื่อปี ค.ศ.1781 และได้รับการตั้งชื่อเรียกว่า ยูเรนัส ตามชื่อเทพ Uranus ดังนั้นเมื่อ มาร์ติน เอช. แคลปโรท ค้นพบโลหะธาตุใหม่ หลังจากค้นพบดาวเคราะห์ยูเรนัสเพียง 8 ปี เขาจึงตั้งชื่อโลหะธาตุค้นพบใหม่ตามชื่อของเทพเจ้าแห่งดาวเคราะห์เพิ่งถูกค้นพบใหม่ว่า ยูเรเนียม
