Urânio (U)

Principais propriedades

O urânio é um metal prateado, muito denso e razoavelmente dúctil, que escurece rapidamente no ar ao formar uma película de óxido. Apresenta três formas cristalinas distintas conforme a temperatura e, finamente dividido, é pirofórico, inflamando-se espontaneamente em contato com o ar. Todos os seus isótopos são radioativos, e os dois principais têm meias-vidas comparáveis à idade do sistema solar, razão pela qual o elemento ainda existe na crosta terrestre.

Sua química é rica: forma compostos em vários estados de oxidação, sendo o mais alto o mais comum em solução, na forma do íon uranilo, de cor amarelo-esverdeada e fluorescência característica sob luz ultravioleta. Essa fluorescência foi decisiva na história da ciência, pois levou Henri Becquerel a investigar sais de urânio e a descobrir, por acaso, que eles emitiam uma radiação penetrante mesmo no escuro.

Ocorrência na natureza

Ao contrário do que sugere sua fama, o urânio não é raro: está presente na crosta terrestre em concentração maior que a da prata ou a do mercúrio, disperso em rochas, solos e até dissolvido na água do mar em quantidade ínfima. Depósitos economicamente aproveitáveis concentram minerais como a uraninita, a carnotita e a autunita. O Brasil possui reservas expressivas, com produção na região de Caetité, na Bahia, e um projeto de grande porte em Santa Quitéria, no Ceará.

Processo de obtenção

A rota geral parte da lavra do minério, seguida de moagem e lixiviação química para concentrar o urânio em um produto sólido, conhecido no setor como torta amarela. Esse concentrado passa por purificação e conversão química antes de chegar à forma usada nos reatores. Para a maior parte das usinas de geração elétrica é necessário aumentar a proporção do isótopo mais leve, processo de separação isotópica conduzido apenas em instalações licenciadas e submetidas a inspeções internacionais de salvaguardas.

Aplicações

A aplicação dominante é a geração de eletricidade em usinas nucleares, que respondem por cerca de um décimo da produção mundial de energia elétrica e, no Brasil, pelas unidades instaladas em Angra dos Reis. O elemento também sustenta a datação radiométrica de rochas, técnica que estabeleceu a idade da Terra, e sua densidade elevada o torna útil como material de blindagem contra radiação e como contrapeso em aplicações de engenharia. Até meados do século XX, compostos de urânio eram usados para colorir vidros e vidrados cerâmicos, prática hoje abandonada.

Importância biológica

O urânio não desempenha nenhuma função biológica conhecida. Ingerido, é pouco absorvido pelo trato digestivo e em grande parte eliminado, mas a fração que entra na corrente sanguínea afeta sobretudo os rins, com toxicidade química semelhante à de outros metais pesados, e uma parcela pode se fixar no tecido ósseo. Por isso a exposição ao elemento é avaliada tanto pelo aspecto radiológico quanto pelo químico.

Riscos e precauções

O urânio combina radioatividade e toxicidade química, e sua cadeia de decaimento gera radônio, gás radioativo que se acumula em ambientes fechados sobre solos ricos no elemento. Poeira e fragmentos finos representam risco de inalação, e o metal em pó pode inflamar-se. Mineração, transporte, uso e descarte são atividades estritamente licenciadas, monitoradas por autoridades nacionais de energia nuclear e por acordos internacionais. Diante de qualquer suspeita de exposição, procure atendimento médico e consulte a ficha de informações de segurança, os órgãos reguladores e profissionais habilitados.

História da descoberta

Martin Heinrich Klaproth identificou o elemento em 1789 ao analisar a pechblenda, e o metal só foi isolado por Eugène-Melchior Péligot em 1841. O urânio ganhou centralidade científica em 1896, quando Henri Becquerel percebeu que seus sais impressionavam placas fotográficas sem qualquer exposição à luz, descoberta que abriu o campo da radioatividade e levou Marie e Pierre Curie a isolar o polônio e o rádio. Em 1938, Otto Hahn e Fritz Strassmann observaram que núcleos de urânio se partiam ao absorver nêutrons, e Lise Meitner e Otto Frisch deram a interpretação teórica do fenômeno, batizado de fissão nuclear.

Origem do nome

Homenagem ao planeta Urano, identificado por William Herschel apenas oito anos antes da descoberta do elemento. A escolha inaugurou uma tradição seguida depois pelo neptúnio e pelo plutônio, que levam os nomes dos planetas seguintes.

Isótopos relevantes

²³⁸U (cerca de 99,3%), ²³⁵U (cerca de 0,7%) e traços de ²³⁴U; todos radioativos.

Isótopos são átomos do mesmo elemento com quantidades diferentes de nêutrons. Eles compartilham o comportamento químico, mas diferem em massa e em estabilidade nuclear. Veja a definição no glossário.

Curiosidades

• Peças de vidro de urânio, produzidas até meados do século XX, brilham em verde intenso sob luz ultravioleta.
• Em Oklo, no Gabão, um depósito de urânio sustentou reações de fissão naturais e intermitentes há cerca de dois bilhões de anos, quando a composição isotópica do elemento era diferente da atual.
• A datação por urânio e chumbo em minerais antigos é a base da estimativa de que a Terra tem aproximadamente 4,5 bilhões de anos.