Uranium ni kipengele cha kemikali cha familia ya actinide yenye nambari ya atomiki 92. Ni mafuta muhimu zaidi ya nyuklia. Mkusanyiko wake katika ukoko wa dunia ni karibu sehemu 2 kwa milioni. Madini muhimu ya uranium ni pamoja na oksidi ya uranium (U 3 O 8), uraninite (UO 2), carnotite (potasiamu uranyl vanadate), otenite (potasiamu uranyl phosphate), na torbernite (hydrous copper uranyl phosphate). Ore hizi na nyinginezo za urani ni vyanzo vya nishati ya nyuklia na zina nishati mara nyingi zaidi kuliko amana zote za mafuta zinazoweza kurejeshwa. Kilo 1 ya uranium 92 U hutoa nishati sawa na kilo milioni 3 za makaa ya mawe.
Historia ya ugunduzi
Kipengele cha kemikali urani ni chuma mnene, ngumu na rangi ya fedha-nyeupe. Ni ductile, MALLable na polishable. Katika hewa, chuma oxidizes na, wakati kupondwa, huwaka. Hufanya umeme vibaya kiasi. Fomula ya kielektroniki ya urani ni 7s2 6d1 5f3.
Ingawa kipengele hicho kiligunduliwa mwaka wa 1789 na mwanakemia wa Ujerumani Martin Heinrich Klaproth, ambaye aliiita baada ya sayari iliyogunduliwa hivi karibuni Uranus, chuma chenyewe kilitengwa mnamo 1841 na mwanakemia wa Ufaransa Eugene-Melchior Peligot kwa kupunguzwa kutoka kwa tetrakloridi ya urani (UCl 4) na. potasiamu.
Mionzi
Uundaji wa jedwali la upimaji na mwanakemia wa Urusi Dmitri Mendeleev mnamo 1869 ulizingatia urani kama nyenzo nzito inayojulikana, ambayo ilibaki hadi ugunduzi wa neptunium mnamo 1940. Mnamo 1896, mwanafizikia wa Ufaransa Henri Becquerel aligundua jambo la mionzi ndani yake. Mali hii baadaye ilipatikana katika vitu vingine vingi. Sasa inajulikana kuwa uranium, yenye mionzi katika isotopu zake zote, ina mchanganyiko wa 238 U (99.27%, nusu ya maisha - miaka 4,510,000,000), 235 U (0.72%, nusu ya maisha - miaka 713,000,000) na 234 U (0. %, nusu ya maisha - miaka 247,000). Hii inaruhusu, kwa mfano, kuamua umri wa miamba na madini kujifunza michakato ya kijiolojia na umri wa Dunia. Ili kufanya hivyo, wanapima kiasi cha risasi, ambayo ni bidhaa ya mwisho ya kuoza kwa mionzi ya urani. Katika kesi hii, 238 U ni kipengele cha awali, na 234 U ni moja ya bidhaa. 235 U husababisha mfululizo wa kuoza wa actinium.
Ugunduzi wa mmenyuko wa mnyororo
Kipengele cha kemikali cha uranium kilikuwa mada ya kupendezwa na utafiti wa kina baada ya wanakemia wa Ujerumani Otto Hahn na Fritz Strassmann kugundua mgawanyiko wa nyuklia ndani yake mwishoni mwa 1938 wakati ilipigwa na nyutroni za polepole. Mapema mwaka wa 1939, mwanafizikia wa Kiitaliano-Amerika Enrico Fermi alipendekeza kwamba kati ya bidhaa za mgawanyiko wa atomiki kunaweza kuwa na chembe za msingi zinazoweza kuzalisha mmenyuko wa mnyororo. Mnamo 1939, wanafizikia wa Amerika Leo Szilard na Herbert Anderson, pamoja na duka la dawa la Ufaransa Frederic Joliot-Curie na wenzao walithibitisha utabiri huu. Uchunguzi uliofuata ulionyesha kuwa, kwa wastani, nyutroni 2.5 hutolewa wakati atomi inapopasuka. Ugunduzi huu ulisababisha mmenyuko wa kwanza wa mnyororo wa nyuklia unaojitegemea (12/02/1942), bomu la kwanza la atomiki (07/16/1945), matumizi yake ya kwanza katika vita (08/06/1945), manowari ya kwanza ya nyuklia ( 1955) na mtambo wa kwanza kamili wa nguvu za nyuklia (1957).
Majimbo ya oxidation
Kipengele cha kemikali urani, ikiwa ni chuma chenye nguvu cha umeme, humenyuka pamoja na maji. Inayeyuka katika asidi, lakini sio katika alkali. Hali muhimu za uoksidishaji ni +4 (kama vile UO 2 oksidi, tetrahalides kama vile UCl 4 , na ioni ya maji ya kijani U 4+ ) na +6 (kama katika UO 3 oksidi, UF 6 hexafluoride, na ioni ya uranyl UO 2 2+ ) Katika suluhisho la maji, uranium ni imara zaidi katika utungaji wa ioni ya uranyl, ambayo ina muundo wa mstari [O = U = O] 2+. Kipengele hiki pia kina majimbo +3 na +5, lakini si thabiti. Nyekundu U 3+ huongeza oksidi polepole katika maji, ambayo haina oksijeni. Rangi ya ioni ya UO 2+ haijulikani kwa sababu haina uwiano (UO 2+ imepunguzwa hadi U 4+ na kuoksidishwa hadi UO 2 2+) hata katika miyeyusho yenye maji mengi.
Mafuta ya nyuklia
Inapofunuliwa na neutroni za polepole, mgawanyiko wa atomi ya urani hutokea katika isotopu ya nadra 235 U. Hii ndiyo nyenzo pekee ya asili ya fissile, na lazima itenganishwe na isotopu 238 U. Hata hivyo, baada ya kunyonya na kuoza hasi kwa beta, urani. -238 inageuka kuwa kipengele cha synthetic plutonium, ambacho hugawanyika chini ya ushawishi wa neutroni za polepole. Kwa hivyo, uranium asilia inaweza kutumika katika vibadilishaji na viboreshaji vya ufugaji, ambayo fission inasaidiwa na nadra 235 U na plutonium inatolewa wakati huo huo na ubadilishaji wa 238 U. Fissile 233 U inaweza kuunganishwa kutoka isotopu thorium-232 inayotokea kwa kiasi kikubwa kwa matumizi kama mafuta ya nyuklia. Uranium pia ni muhimu kama nyenzo ya msingi ambayo vipengele vya synthetic transuranium hupatikana.
Matumizi mengine ya urani
Michanganyiko ya kipengele cha kemikali hapo awali ilitumiwa kama dyes kwa keramik. Hexafluoride (UF 6) ni kigumu na shinikizo la mvuke wa juu isivyo kawaida (0.15 atm = 15,300 Pa) ifikapo 25 °C. UF 6 inatumika sana kemikali, lakini licha ya hali yake ya ulikaji katika hali ya mvuke, UF 6 hutumiwa sana katika uenezaji wa gesi na njia za kituo cha gesi kwa ajili ya kuzalisha urani iliyorutubishwa.
Misombo ya Organometallic ni kundi la kuvutia na muhimu la misombo ambayo vifungo vya chuma-kaboni huunganisha chuma na vikundi vya kikaboni. Uranocene ni mchanganyiko wa oganouranic U(C 8 H 8) 2 ambamo atomi ya urani huwekwa kati ya tabaka mbili za pete za kikaboni zinazohusishwa na cyclooctatetraene C 8 H 8. Ugunduzi wake mnamo 1968 ulifungua uwanja mpya wa kemia ya organometallic.
Uranium ya asili iliyopungua hutumiwa kama ulinzi wa mionzi, ballast, katika makombora ya kutoboa silaha na silaha za tanki.
Usafishaji
Kipengele cha kemikali, ingawa ni mnene sana (19.1 g/cm3), ni dutu dhaifu, isiyoweza kuwaka. Hakika, mali ya metali ya urani inaonekana kuiweka mahali fulani kati ya fedha na metali nyingine za kweli na zisizo za metali, kwa hiyo haitumiwi kama nyenzo za kimuundo. Thamani kuu ya urani iko katika mali ya mionzi ya isotopu zake na uwezo wao wa kugawanyika. Kwa asili, karibu wote (99.27%) ya chuma ina 238 U. Wengine ni 235 U (0.72%) na 234 U (0.006%). Kati ya isotopu hizi za asili, ni 235 U pekee ambazo hupasuliwa moja kwa moja na mionzi ya neutroni. Hata hivyo, inapofyonzwa, 238 U huunda 239 U, ambayo hatimaye huoza hadi 239 Pu, nyenzo yenye mpasuko yenye umuhimu mkubwa kwa nguvu za nyuklia na silaha za nyuklia. Isotopu nyingine yenye fissile, 233 U, inaweza kutengenezwa na mwaliko wa nyutroni wa 232 Th.
Fomu za kioo
Tabia za urani husababisha kuguswa na oksijeni na nitrojeni hata chini ya hali ya kawaida. Katika halijoto ya juu zaidi humenyuka pamoja na anuwai ya aloyi za metali kuunda misombo ya intermetallic. Uundaji wa suluhisho thabiti na metali zingine ni nadra kwa sababu ya miundo maalum ya fuwele iliyoundwa na atomi za kitu hicho. Kati ya halijoto ya chumba na kiwango myeyuko cha 1132 °C, metali ya urani inapatikana katika aina 3 za fuwele zinazojulikana kama alpha (α), beta (β) na gamma (γ). Mabadiliko kutoka α- hadi β-hali hutokea kwa 668 °C na kutoka β hadi γ kwa 775 °C. γ-uranium ina muundo wa fuwele za ujazo unaozingatia mwili, wakati β ina muundo wa fuwele ya tetragonal. Awamu ya α inajumuisha tabaka za atomi katika muundo wa orthorhombic wenye ulinganifu sana. Muundo huu uliopotoka wa anisotropiki huzuia atomi za aloyi za chuma kuchukua nafasi ya atomi za urani au kuchukua nafasi kati yao kwenye kimiani ya fuwele. Ilibainika kuwa molybdenum tu na niobiamu huunda suluhisho thabiti.
Madini
Ukoko wa Dunia una takriban sehemu 2 kwa kila milioni ya uranium, ambayo inaonyesha kutokea kwake kwa asili. Bahari inakadiriwa kuwa na tani 4.5 × 10 9 za kipengele hiki cha kemikali. Uranium ni kijenzi muhimu cha zaidi ya madini 150 tofauti na sehemu ndogo ya madini mengine 50. Madini ya msingi yanayopatikana katika mishipa ya magmatic hydrothermal na pegmatites ni pamoja na uraninite na lahaja yake ya pitchblende. Katika ores hizi kipengele hutokea kwa namna ya dioksidi, ambayo kutokana na oxidation inaweza kuanzia UO 2 hadi UO 2.67. Bidhaa nyingine muhimu kiuchumi kutoka migodi ya urani ni autunite (hydrated calcium uranyl fosfati), tobernite (hydrated shaba uranyl fosfati), jeneza (nyeusi hidrati uranium silicate) na carnotite (hidrati potasiamu uranyl vanadate).
Inakadiriwa kuwa zaidi ya 90% ya hifadhi za uranium za bei ya chini zinazojulikana ziko Australia, Kazakhstan, Kanada, Urusi, Afrika Kusini, Niger, Namibia, Brazil, China, Mongolia na Uzbekistan. Mabaki makubwa yanapatikana katika miamba ya miamba ya Elliot Lake, iliyoko kaskazini mwa Ziwa Huron huko Ontario, Kanada, na katika mgodi wa dhahabu wa Witwatersrand wa Afrika Kusini. Miundo ya mchanga katika Colorado Plateau na Bonde la Wyoming magharibi mwa Marekani pia ina hifadhi kubwa ya urani.
Uzalishaji
Madini ya Uranium hupatikana katika amana za karibu na uso na kina (300-1200 m). Chini ya ardhi, unene wa mshono hufikia m 30. Kama ilivyo kwa madini ya metali nyingine, urani huchimbwa kwenye uso kwa kutumia vifaa vikubwa vya kusonga ardhi, na ukuzaji wa amana za kina hufanywa kwa kutumia njia za jadi za wima na mwelekeo. migodi. Uzalishaji wa ulimwengu wa mkusanyiko wa uranium mnamo 2013 ulifikia tani elfu 70. Migodi ya uranium yenye tija zaidi iko Kazakhstan (32% ya uzalishaji wote), Kanada, Australia, Niger, Namibia, Uzbekistan na Urusi.
Madini ya Uranium kwa kawaida huwa na kiasi kidogo tu cha madini yaliyo na urani na hayawezi kuyeyushwa kwa njia za moja kwa moja za pyrometallurgical. Badala yake, taratibu za hydrometallurgiska lazima zitumike kutoa na kusafisha uranium. Kuongeza ukolezi kwa kiasi kikubwa hupunguza mzigo kwenye saketi za uchakataji, lakini hakuna mbinu yoyote ya kawaida ya manufaa inayotumika kwa ukawaida kwa uchakataji wa madini, kama vile mvuto, kuelea, kielektroniki na hata kupanga kwa mikono, inayotumika. Isipokuwa kwa wachache, njia hizi husababisha upotevu mkubwa wa urani.
Kuungua
Usindikaji wa Hydrometallurgiska wa madini ya uranium mara nyingi hutanguliwa na hatua ya juu ya joto la calcination. Kurusha huondoa maji kwenye udongo, huondoa nyenzo za kaboni, huoksidisha misombo ya sulfuri kwa salfa zisizo na madhara, na huweka vioksidishaji vingine vyovyote vya kupunguza ambavyo vinaweza kuingilia kati usindikaji unaofuata.
Leaching
Uranium hutolewa kutoka kwa ore zilizochomwa kwa miyeyusho ya maji yenye asidi na alkali. Ili mifumo yote ya leaching ifanye kazi kwa mafanikio, kipengele cha kemikali lazima kiwepo katika umbo la hexavalent iliyoimara zaidi au kioksidishwe kwa hali hii wakati wa kuchakata.
Uchujaji wa asidi kawaida hufanywa kwa kuchochea mchanganyiko wa ore na lixiviant kwa masaa 4-48 kwa joto la kawaida. Isipokuwa katika hali maalum, asidi ya sulfuriki hutumiwa. Imetolewa kwa idadi ya kutosha kupata pombe ya mwisho kwa pH ya 1.5. Miradi ya uvujaji wa asidi ya sulfuriki kwa kawaida hutumia ama manganese dioksidi au klorati ili kuoksidisha U4+ ya tetravalent hadi uranil hexavalent (UO22+). Kwa kawaida, takriban kilo 5 za dioksidi ya manganese au kilo 1.5 ya klorate ya sodiamu kwa tani inatosha kwa oxidation ya U 4+. Vyovyote vile, urani iliyooksidishwa humenyuka pamoja na asidi ya sulfuriki kuunda anion changamani ya uranyl sulfate 4-.
Madini yenye kiasi kikubwa cha madini muhimu kama vile calcite au dolomite huchujwa na myeyusho wa gego wa 0.5-1 wa carbonate ya sodiamu. Ingawa vitendanishi mbalimbali vimechunguzwa na kujaribiwa, wakala mkuu wa vioksidishaji wa urani ni oksijeni. Kwa kawaida, ore hupigwa hewa kwa shinikizo la anga na kwa joto la 75-80 ° C kwa kipindi cha muda ambacho kinategemea utungaji maalum wa kemikali. Alkali humenyuka pamoja na uranium kuunda ioni changamano inayoweza kuyeyuka kwa urahisi 4-.
Suluhisho zinazotokana na uchujaji wa asidi au kaboni lazima zifafanuliwe kabla ya usindikaji zaidi. Mgawanyiko mkubwa wa udongo na slurries nyingine za ore hupatikana kupitia matumizi ya mawakala wa ufanisi wa kuzunguka, ikiwa ni pamoja na polyacrylamides, guar gum na gundi ya wanyama.
Uchimbaji
Ioni 4 na 4- changamano zinaweza kuchujwa kutoka kwa miyeyusho ya leach ya resin ya kubadilishana ioni. Resini hizi maalum, zinazojulikana na unyonyaji na kinetiki za elution, saizi ya chembe, uthabiti na sifa za majimaji, zinaweza kutumika katika teknolojia mbali mbali za usindikaji, kama vile kitanda kisichobadilika, kitanda cha kusonga, resini ya kikapu na resini inayoendelea. Kwa kawaida, ufumbuzi wa kloridi ya sodiamu na amonia au nitrati hutumiwa kufuta uranium sorbed.
Uranium inaweza kutengwa na pombe za madini yenye asidi kwa uchimbaji wa kutengenezea. Asidi ya alkylphosphoric, pamoja na alkylamines ya sekondari na ya juu hutumiwa katika sekta. Kwa ujumla, uchimbaji wa viyeyusho hupendelewa zaidi ya mbinu za kubadilishana ioni kwa vichujio vya asidi vyenye zaidi ya 1 g/L ya urani. Hata hivyo, njia hii haitumiki kwa leaching carbonate.
Kisha urani husafishwa kwa kuyeyushwa katika asidi ya nitriki ili kuunda nitrati ya urani, kutolewa, kuangaziwa na kukaushwa ili kuunda UO 3 trioksidi. Dioksidi iliyopunguzwa UO2 humenyuka pamoja na floridi hidrojeni na kutengeneza thetafluoride UF4, ambayo metali ya uranium hupunguzwa na magnesiamu au kalsiamu kwa joto la 1300 °C.
Tetrafluoride inaweza kuwa na florini ifikapo 350 °C na kuunda UF 6 hexafluoride, ambayo hutumiwa kutenganisha uranium-235 iliyorutubishwa kwa uenezaji wa gesi, uwekaji wa gesi au uenezaji wa mafuta kioevu.
Hebu fikiria vipengele vya unajimu ambavyo rangi ya sayari ya Uranus inayo. Je, unapenda rangi ya bluu? Ikiwa jibu ni hapana, basi wewe ni wachache. Hakika, kati ya watu wazima wa sayari, vivuli vya bluu-bluu ni maarufu zaidi. Mimi pia si ubaguzi: rangi hii isiyo na mawingu, isiyosahaulika inaonekana kwangu kama pumzi ya hewa baridi ya mlima. Inaburudisha, inatia nguvu, inatoa uwazi wa mawazo, na wakati huo huo kuna aina fulani ya utulivu wa malaika ndani yake.
Rangi ya sayari ya Uranus. Sayari ya Uranus ni ya kinachojulikana sayari za juu - zisizoonekana kwa macho, na kwa hivyo ziligunduliwa hivi karibuni shukrani kwa maendeleo. Na ikiwa unazingatia kwamba "maendeleo" ni mojawapo ya maneno muhimu zaidi ya Uranus, usipaswi kushangaa kwamba iligunduliwa kwanza mwanzoni mwa mapinduzi ya kisayansi na kiteknolojia (tena neno kuu!), Miaka mia mbili iliyopita.
Katika hadithi za Uigiriki na Kirumi, Uranus alikuwa mungu anayefananisha anga, kwa hivyo ni kawaida kwamba moja ya rangi ya sayari inayolingana ya "hewa" (kwa njia, inayojumuisha hidrojeni na heliamu) ni bluu ya anga. Hii ni rangi ya umeme, ambayo pia inahusu matukio ya mbinguni. Kwa njia, moja ya majina ya kwanza ya unajimu wa sayari hii ni taa mbili za umeme. Na arc ya umeme: pia ni bluu! Tunaweza kusema kwamba ugunduzi wa Uranus uliashiria mwanzo wa enzi ya mapinduzi ya kisayansi na kiteknolojia, uvumbuzi wa kushangaza, na haswa ujio wa umeme. Ya juu, mpya, isiyo ya kawaida, kabla ya wakati, uvumbuzi na uvumbuzi wote ni "katika uwezo" wa sayari hii.
Anga, astronautics na kila kitu kinachohusiana na aeronautics pia huanguka chini ya nyanja ya ushawishi wa Uranus. Inashangaza kwamba rangi ya bluu pia inahusishwa na anga kwa njia ya anga. Inatumika kikamilifu katika sare za wawakilishi wa fani nyingi za "Uranian": wahudumu wa ndege na marubani. Sio bure kwamba "berets za bluu" na paratroopers ya ndege walipata jina lao.
Uranus pia "hutawala" kila kitu kinachohusiana na siku zijazo: maoni anuwai, hata yale ya kijinga zaidi, mipango na miradi. Sayari hii pia "inasimamia" ndoto, kwa hivyo maneno "ndoto ya bluu" yanageuka kuwa ya haki kabisa kutoka kwa mtazamo wa ishara ya unajimu. Baada ya yote, anga ya buluu safi ni picha ya kitu cha juu, cha kuvutia na ngumu kufikia. Maneno "kujenga majumba hewani" yanatokana na takriban opera sawa, kumaanisha ndoto au mawazo ambayo yako mbali sana na ukweli. Ndio, watu walio chini ya ushawishi wa sayari hii ya hewa wanaweza kuja na vitu kama hivyo, kukusanya miundo ya kiakili ambayo wale walio karibu nao watawachukulia kuwa waotaji wasioweza kubadilika, au hata wazimu kidogo. Bahati mbaya tu - mawazo ya uranists yana uwezo wa kuwa ukweli! Baada ya yote, "ndoto ya bluu" haimaanishi kuwa haiwezekani.
Lakini wacha turudi kwenye umeme. Mbali na rangi, inahusishwa na sifa za Uranus kwa hiari, ukali na kutotarajiwa kwa udhihirisho. Mfululizo wa ushirika huendelezwa na kutokwa kwa umeme au mwanga mkali tu, unaotuongoza kwenye dhana kama ufahamu. "Eureka!" - Archimedes alishangaa, baada ya kufanya ugunduzi, na kukimbia uchi katika mitaa. Hii ni tabia ya kawaida ya Urania kwako! Alivutiwa na ugunduzi wake, mwanasayansi mara moja alisahau kuhusu vikwazo na makusanyiko. Lakini jambo kuu katika hadithi hii ni jinsi ugunduzi huu ulifanywa: si katika ndoto, si katika kutafakari, si shukrani kwa mahesabu magumu na maandalizi ya muda mrefu. Maarifa yalikuja kwa Archimedes ghafla, kama mwanga mkali wa samawati wa umeme. Kwa njia, ikiwa unakumbuka, rangi ya bluu ni rangi ya kipengele cha hewa, na kwa hiyo iko katika vivuli vya sayari zote za hewa na ishara. Rangi ya mbinguni ya Uranus inazungumza juu ya asili yake ya kiakili. Hata maarifa yanayotokana nayo, ingawa wakati mwingine huchukuliwa kama udhihirisho wa uwezo usio wa kawaida, hayana uhusiano wowote na fumbo na uchawi.
Chuma cha urani kinachukuliwa kuwa titani ya mwanga-mwanga na isiyo na nguvu, ambayo hutumiwa kikamilifu katika maendeleo ya kinachojulikana teknolojia ya juu. Kulipa ushuru kwa mungu wa anga, titani hutumiwa kuunda sampuli za teknolojia ya anga, na pia hupata matumizi katika maeneo ya juu ya tasnia ya kijeshi na matibabu.
Rangi ya sayari ya Uranus. Na hapa kuna ushirika mwingine unaojulikana na neno "bluu". Kuna wimbo kutoka kwa katuni "Blue Puppy": "Bluu, bluu! Hatutaki kucheza na wewe!” Kwa nini, kusema madhubuti, "hatutaki"? Ndiyo, kwa sababu yeye ni wa kawaida sana, tofauti, si kama kila mtu mwingine ... Kuna jamii ya watu katika ulimwengu wa kisasa ambao pia wanakataliwa na wengi kwa sababu ya mwelekeo wao usio wa kawaida wa kijinsia. Warani, ambao huvutia uhalisi na uhalisi, mara nyingi huonyesha mali hizi kwa upendeleo wao wa kuchukiza. Uchunguzi wa unajimu unaonyesha kuwa watu walio na muhuri wa Uranus hutoa mchango mkubwa katika kujaza safu za walio wachache wa kijinsia. Labda hii pia inafafanuliwa na ukweli kwamba moja ya alama za ishara ya Aquarius, iliyotawaliwa na Uranus, ni malaika, kiumbe ambacho sio tu cha ndani, lakini pia cha asili, au androgyne - kiumbe kamili kinachochanganya wote wa kike. na asili za kiume.
Vyanzo vingine vya unajimu pia hutaja urujuani, lilac au lilac kama rangi za urani. Lakini kuna matoleo mawili zaidi ambayo yanaonekana kuwa sawa kwangu. Wa kwanza anasema kwamba rangi za Aquarius, na kwa hiyo Uranus, ni mchanganyiko wa nyeusi na nyeupe, aina ya muundo wa kupigwa. Ndio, kwa kweli, asili ya sayari hii ni ya pande mbili na ya utata; kwa njia fulani isiyoeleweka, wapinzani wanaoonekana kuwa wa kipekee huishi pamoja. Toleo la pili linapendekeza kumpa Uranus, kwa nini ujisumbue na vitapeli, rangi zote za upinde wa mvua! Na ni ngumu kutokubaliana na hii: kwanza, upinde wa mvua ni sehemu muhimu ya sifa za mbinguni kama umeme, na pili, ni ishara ya kufuata ndoto. "Kufukuza upinde wa mvua" inamaanisha kuelekea kwenye lengo lisilowezekana, linalosonga kila wakati, ambalo lipo tu katika siku zijazo na hataki kuwa sehemu ya sasa. Je, huu si ufunguo wa maendeleo ya mara kwa mara?
Sayari hii ya kuvutia sana ilipata jina lake kwa heshima ya baba wa mungu wa Kirumi Saturn. Ilikuwa Uranus ambayo ikawa sayari ya kwanza kugunduliwa katika historia ya kisasa. Walakini, mwanzoni sayari hii iliainishwa kama comet mnamo 1781, na uchunguzi wa baadaye wa wanaastronomia ulithibitisha kuwa Uranus ni sayari halisi. Mapitio yetu yana ukweli wa kuvutia na wa kuvutia juu ya sayari ya saba kutoka Jua, ambapo majira ya joto huchukua miaka 42.
1. Sayari ya Saba
Uranus ni sayari ya saba kwa umbali kutoka kwa Jua, ambayo inachukua nafasi ya tatu kwa ukubwa na ya nne kwa wingi katika Mfumo wa Jua. Haionekani kwa macho, ndiyo maana Uranus ilikuwa sayari ya kwanza kugunduliwa kwa kutumia darubini.
2. Uranus iligunduliwa mwaka wa 1781
Uranus iligunduliwa rasmi na Sir William Herschel mnamo 1781. Jina la sayari hiyo linatokana na mungu wa kale wa Kigiriki Uranus, ambaye wanawe walikuwa majitu na titans.
3. Pia, imefifia sana...
Uranus ni dhaifu sana kuonekana bila vifaa maalum. Mwanzoni, Herschel alidhani ni comet, lakini miaka michache baadaye ilithibitishwa kuwa bado ni sayari.
4. Sayari iko “upande wake”
Sayari inazunguka katika mwelekeo tofauti kutoka kwa Dunia na sayari zingine nyingi. Kwa kuwa mhimili wa kuzunguka kwa Uranus iko katika hali isiyo ya kawaida (sayari iko "upande wake" kuhusiana na ndege ya kuzunguka Jua), moja ya miti ya sayari iko katika giza kamili kwa karibu robo ya mwaka.
5. Mdogo zaidi kati ya “majitu”
Uranus ni ndogo zaidi kati ya "majitu" manne (ambayo pia yanajumuisha Jupiter, Zohali na Neptune), lakini ni kubwa mara kadhaa kuliko Dunia. Uranus ina kipenyo cha ikweta cha kilomita 47,150, ikilinganishwa na kipenyo cha Dunia cha kilomita 12,760.
6. Anga ya hidrojeni na heliamu
Kama majitu mengine ya gesi, angahewa la Uranus linajumuisha hidrojeni na heliamu. Chini ya hiyo ni vazi la barafu ambalo huzunguka msingi wa mwamba na barafu (ndiyo maana Uranus mara nyingi huitwa "jitu la barafu"). Mawingu kwenye Uranus yanajumuisha maji, amonia na fuwele za methane, ambazo huipa sayari rangi yake ya samawati iliyopauka.
7. Uranus alisaidia na Neptune
Kwa kuwa Uranus iligunduliwa kwa mara ya kwanza, wanasayansi wamegundua kwamba katika sehemu fulani katika mzunguko wake sayari hujielekeza zaidi angani. Katika karne ya kumi na tisa, wanaastronomia wengine walipendekeza kuwa kivutio hiki kilitokana na mvuto wa sayari nyingine. Kwa kufanya hesabu za hisabati kulingana na uchunguzi wa Uranus, wanaastronomia wawili, Adams na Le Verrier, waliamua eneo la sayari nyingine. Ilibadilika kuwa Neptune, iliyoko umbali wa vitengo 10.9 vya angani kutoka Uranus.
8. 19.2 vitengo vya astronomia
Umbali katika Mfumo wa Jua hupimwa kwa vitengo vya astronomia (AU). Umbali wa Dunia kutoka kwa Jua ulichukuliwa kama kitengo kimoja cha astronomia. Uranus iko katika umbali wa 19.2 AU. kutoka jua.
9. Joto la ndani la sayari
Ukweli mwingine wa kustaajabisha kuhusu Uranus ni kwamba joto la ndani la sayari hiyo ni kidogo kuliko lile la sayari nyingine kubwa katika mfumo wa jua. Sababu ya hii haijulikani.
10. Haze ya milele ya methane
anga ya juu ya Uranus ni haze ya milele ya methane. Anaficha dhoruba zinazovuma mawinguni.
11. Mbili za nje na kumi na moja za ndani
Uranus ina seti mbili za pete nyembamba sana, za rangi nyeusi. Chembe zinazounda pete ni ndogo sana: kutoka kwa ukubwa wa punje ya mchanga hadi kokoto ndogo. Kuna pete kumi na moja za ndani na mbili za nje, ya kwanza iligunduliwa mwaka 1977 wakati Uranus alipopita mbele ya nyota na wanaastronomia waliweza kutazama sayari kwa kutumia Telescope ya Hubble.
12. Titania, Oberon, Miranda, Ariel
Uranus ina jumla ya miezi ishirini na saba, ambayo mingi ilipewa majina ya wahusika katika Ndoto ya Usiku wa Midsummer ya Shakespeare. Miezi mitano kuu inaitwa Titania, Oberon, Miranda, Ariel na Umbriel.
13. Makorongo ya barafu na matuta ya Miranda
Satelaiti ya kuvutia zaidi ya Uranus ni Miranda. Ina korongo za barafu, matuta na maeneo mengine ya ajabu ya uso.
14. Joto la chini kabisa katika mfumo wa jua
Uranus ilirekodi joto la chini kabisa kwenye sayari katika mfumo wa jua - minus 224 ° C. Ingawa halijoto kama hiyo haikuzingatiwa kwenye Neptune, sayari hii ni baridi zaidi kwa wastani.
15. Kipindi cha mapinduzi kuzunguka Jua
Mwaka kwenye Uranus (yaani, kipindi cha mapinduzi kuzunguka Jua) huchukua miaka 84 ya Dunia. Kwa miaka 42 hivi, kila nguzo yake iko kwenye mwangaza wa jua moja kwa moja, na wakati unaobaki iko kwenye giza kabisa.
Kwa kila mtu ambaye ana nia ya mada ya nje ya nchi, tumekusanya.
Katika nyakati za zamani, watu hawakujua juu ya uwepo wake, na iligunduliwa kwa msaada wa mtaalam wa nyota wa Kiingereza mnamo 1781.
Uranus ndiyo sayari baridi zaidi katika mfumo wa jua, lakini wanasayansi wanaamini kwamba chini ya angahewa yake kuna bahari zinazochemka ambazo zina mchanganyiko wa gesi mbalimbali. Sayari hii haina msingi thabiti wa ndani.
Ugunduzi wa Uranus
Hadi 1781, hakuna mtu aliyeshuku kuwepo kwa Uranus, sayari ya saba ya mfumo wa jua. Uranus iko mbali sana na Jua hivi kwamba karibu haiwezekani kugundua kwa jicho uchi.
Mtaalamu wa nyota wa Uingereza William Herschel alikuwa akifuatilia eneo fulani la anga kwa muda mrefu, wakati siku moja ghafla aligundua kwamba nyota ndogo ya nebulous ilikuwa imebadilisha msimamo kuhusiana na nyota nyingine.
Mnamo 1948, J. Kuiper aligundua satelaiti ndogo zaidi kati ya tano kubwa za sayari, Miranda, na mnamo 1986, Voyager 2 iligundua satelaiti 10 za ndani mara moja. Miili midogo zaidi katika njia za "karibu na urani" iligunduliwa kwa kutumia darubini ya anga ya juu "".
Satelaiti nyingi za Uranus zina majina ya mashujaa wa drama 13, vichekesho na misiba ya mwandishi mkuu wa Kiingereza.
Miezi ya Uranus
"Miezi" ya Uranus ni sawa kwa kila mmoja - ni hasa mkusanyiko wa giza wa barafu na miamba, pia ina amonia na dioksidi kaboni.
Nyepesi zaidi ya satelaiti za Uranus ni Ariel, inaonyesha hadi 40% ya jua, na giza zaidi ni Umbriel. Zaidi ya hayo, Ariel ni dhahiri ndiye mdogo zaidi kati ya satelaiti zote kuu, na Umbriel ndiye mzee zaidi.
Aina ya pekee zaidi kati ya "tano kubwa" ni Miranda, iliyogunduliwa na J. Kuiper.
Satelaiti hii yenye kipenyo cha kilomita 470 inazunguka karibu na Uranus, na uso wake umejaa athari za zamani zenye msukosuko - makosa, miamba, miamba, korongo na matuta.
Karibu na Ncha ya Kusini ya sayari hii yenye umbo lisilo la kawaida, kuna jabali lenye urefu wa kilomita 15. Wataalam wanaamini kwamba hapo zamani, Miranda, akigongana na mwili mwingine wa mbinguni, akaanguka vipande vipande, na kisha "kukusanyika" tena, lakini sio kwa mpangilio sawa na hapo awali.
Ariel, mwezi wa pili kwa ukubwa zaidi kutoka kwa sayari, ni ulimwengu wa mabonde ya kina. Sababu ya malezi ya mifereji ya maji ambayo hufanya "uso" wa Ariel uonekane kama apple iliyooka bado haijafafanuliwa, haswa kwani mifereji hii katika sehemu nyingi imejaa nusu ya dutu isiyojulikana asili.
Uso wa zamani wa Umbriel, satelaiti inayofuata, imefunikwa na mashimo makubwa na madogo yasiyohesabika.
Satelaiti hii inaonyesha nusu ya mwanga kama satelaiti zingine za Uranus, lakini wataalam hawajui sababu ya hii, na asili ya pete ya mwanga mkali kwenye "taji" ya Umbriel pia haijulikani.
Baada ya yote, kati ya spacecraft yote iliyoundwa kuchunguza mazingira ya mbali ya Mfumo wa Jua, ni Voyager 2 pekee iliyotembelea Uranus, ambayo haikuweza tu kupiga picha ya Umbriel, lakini pia kuamua muundo wake wa kemikali.
Titania, mwezi mkubwa zaidi wa Mitano Kubwa, ni mpira "mchafu" wa barafu na uso ulioharibiwa na mashimo, korongo na makosa. Kama miezi mingine ya Uranus, Titania "imebadilishwa" mara kadhaa hapo awali, ikibadilisha mwonekano wake na topografia.
Karibu hakuna kilichojulikana kuhusu Oberon, ingawa ilikuwa moja ya kwanza kugunduliwa, kabla ya ndege ya Voyager 2. Pia ina mashimo, lakini, tofauti na satelaiti nyingine kubwa, ina moja, ambayo urefu wake hufikia 6 km.
Pete namba kumi na tatu
William Herschel pia alidai kwamba aliweza kutazama pete za Uranus, lakini mwanasayansi hakuweza kudhibitisha uchunguzi wake.
Waligunduliwa tu mwaka wa 1977, lakini si kwa msaada wa spacecraft, lakini wakati wa kifungu cha disk ya Uranus mbele ya nyota ya pili ya ukubwa.
Watafiti walitarajia kupata data kuhusu angahewa ya sayari, lakini waligundua pete tisa za kwanza. Mwangaza zaidi kati yao una upana wa kilomita 96 na unene wa mita chache tu.
Inaaminika kuwa pete za Uranus ni mchanga sana na hazikuunda pamoja na sayari, lakini baadaye sana. Labda haya ni mabaki ya moja ya satelaiti, ambayo iliharibiwa na mgongano au nguvu za sayari.
Uranus ni sayari ya saba katika mfumo wa jua na sayari kubwa ya tatu ya gesi. Sayari hiyo ni ya tatu kwa ukubwa na ya nne kwa ukubwa, na ilipokea jina lake kwa heshima ya baba wa mungu wa Kirumi Saturn.
Hasa Uranus ina heshima ya kuwa sayari ya kwanza kugunduliwa katika historia ya kisasa. Walakini, kwa kweli, ugunduzi wake wa kwanza kama sayari haukutokea. Mnamo 1781, mwanaastronomia William Herschel alipokuwa akitazama nyota katika kundinyota la Gemini, aliona kitu fulani chenye umbo la diski, ambacho hapo awali alikirekodi kama comet, ambacho aliripoti kwa Shirika la Kisayansi la Kifalme la Uingereza. Walakini, baadaye Herschel mwenyewe alishangazwa na ukweli kwamba obiti ya kitu hicho iligeuka kuwa ya mviringo, na sio ya mviringo, kama ilivyo kwa comets. Ilikuwa tu wakati uchunguzi huu ulipothibitishwa na wanaastronomia wengine ambapo Herschel alifikia hitimisho kwamba alikuwa amegundua sayari, si comet, na ugunduzi huo hatimaye ulikubaliwa sana.
Baada ya kuthibitisha data kwamba kitu kilichogunduliwa kilikuwa sayari, Herschel alipata fursa ya ajabu ya kukipa jina lake. Bila kusita, mwanaastronomia huyo alichagua jina la Mfalme George wa Tatu wa Uingereza na kuita sayari hiyo Georgium Sidus, linalotafsiriwa kuwa “Nyota ya George.” Walakini, jina hilo halijapata kutambuliwa kisayansi na wanasayansi, kwa sehemu kubwa, ilifikia hitimisho kwamba ni bora kuzingatia mila fulani katika kutaja sayari za mfumo wa jua, yaani kuzitaja kwa heshima ya miungu ya kale ya Kirumi. Hivi ndivyo Uranus ilipata jina lake la kisasa.
Hivi sasa, misheni pekee ya sayari ambayo imeweza kukusanya habari kuhusu Uranus ni Voyager 2.
Mkutano huu, ambao ulifanyika mnamo 1986, uliwaruhusu wanasayansi kupata idadi kubwa ya data kuhusu sayari na kufanya uvumbuzi mwingi. Chombo hicho kilisambaza maelfu ya picha za Uranus, miezi na pete zake. Ingawa picha nyingi za sayari hiyo zilionyesha kidogo zaidi ya rangi ya buluu-kijani ambayo ingeweza kuonekana kutoka kwa darubini za ardhini, picha zingine zilionyesha uwepo wa miezi kumi ambayo haikujulikana hapo awali na pete mbili mpya. Hakuna misheni mpya kwa Uranus iliyopangwa kwa siku za usoni.
Kwa sababu ya rangi ya bluu ya giza ya Uranus, iligeuka kuwa ngumu zaidi kuunda mfano wa anga wa sayari kuliko mifano ya sawa au hata. Kwa bahati nzuri, picha kutoka kwa Hubble Space Telescope zimetoa picha pana. Teknolojia za kisasa zaidi za kupiga picha za darubini zimefanya iwezekane kupata picha zenye maelezo zaidi kuliko zile za Voyager 2. Hivyo, kutokana na picha za Hubble, iliwezekana kujua kwamba kuna bendi za latitudinal kwenye Uranus, kama vile kwenye majitu mengine ya gesi. Kwa kuongeza, kasi ya upepo kwenye sayari inaweza kufikia zaidi ya kilomita 576 kwa saa.
Inaaminika kuwa sababu ya kuonekana kwa hali ya monotonous ni muundo wa safu yake ya juu. Tabaka zinazoonekana za mawingu zinaundwa hasa na methane, ambayo inachukua urefu huu unaozingatiwa unaolingana na rangi nyekundu. Kwa hivyo, mawimbi yaliyoonyeshwa yanawakilishwa kama rangi ya bluu na kijani.
Chini ya safu hii ya nje ya methane, angahewa ina takriban 83% ya hidrojeni (H2) na 15% ya heliamu, na baadhi ya methane na asetilini zipo. Utungaji huu ni sawa na majitu mengine ya gesi kwenye Mfumo wa Jua. Walakini, mazingira ya Uranus ni tofauti sana kwa njia nyingine. Ingawa Jupita na Zohali huwa na angahewa nyingi za gesi, angahewa ya Uranus ina barafu nyingi zaidi. Ushahidi wa hili ni joto la chini sana juu ya uso. Kwa kuzingatia ukweli kwamba hali ya joto ya anga ya Uranus hufikia -224 ° C, inaweza kuitwa hali ya baridi zaidi katika mfumo wa jua. Kwa kuongezea, data inayopatikana inaonyesha kuwa joto la chini sana liko karibu na uso mzima wa Uranus, hata kwa upande ambao haujaangaziwa na Jua.
Uranus, kulingana na wanasayansi wa sayari, ina tabaka mbili: msingi na vazi. Mifano ya sasa zinaonyesha kwamba msingi ni hasa linajumuisha mwamba na barafu na ni karibu mara 55 ya wingi. Nguo ya sayari ina uzito wa 8.01 x 10 hadi nguvu ya kilo 24, au takriban 13.4 za dunia. Kwa kuongeza, vazi hilo lina maji, amonia na vipengele vingine vya tete. Tofauti kuu kati ya vazi la Uranus na Jupiter na Zohali ni kwamba ni barafu, ingawa si kwa maana ya jadi ya neno hilo. Ukweli ni kwamba barafu ni moto sana na nene, na unene wa vazi ni kilomita 5.111.
Kinachoshangaza zaidi kuhusu muundo wa Uranus, na kinachoitofautisha na majitu mengine ya gesi ya mfumo wetu wa nyota, ni kwamba haitoi nishati zaidi kuliko inapokea kutoka kwa Jua. Kwa kuzingatia ukweli kwamba hata , ambayo ni karibu sana kwa ukubwa wa Uranus, hutoa joto mara 2.6 zaidi kuliko inapokea kutoka kwa Jua, wanasayansi leo wanavutiwa sana na nguvu dhaifu kama hiyo inayotokana na Uranus. Kwa sasa, kuna maelezo mawili ya jambo hili. Ya kwanza inaonyesha kwamba Uranus iliwekwa wazi kwa kitu kikubwa cha nafasi hapo awali, na kusababisha sayari kupoteza joto lake la ndani (lililopatikana wakati wa malezi) kwenye nafasi. Nadharia ya pili inasema kwamba kuna aina fulani ya kizuizi ndani ya sayari ambayo hairuhusu joto la ndani la sayari kutoroka juu ya uso.
Obiti na mzunguko wa Uranus
Ugunduzi huo wa Uranus uliruhusu wanasayansi karibu mara mbili ya eneo la Mfumo wa Jua unaojulikana. Hii inamaanisha kuwa kwa wastani mzunguko wa Uranus ni karibu 2.87 x 10 hadi nguvu ya 9 km. Sababu ya umbali huo mkubwa ni muda wa kupita kwa mionzi ya jua kutoka Jua hadi sayari. Inachukua kama saa mbili na dakika arobaini kwa mwanga wa jua kufikia Uranus, ambayo ni karibu mara ishirini zaidi ya inachukua kwa mwanga wa jua kufikia Dunia. Umbali mkubwa pia huathiri urefu wa mwaka kwenye Uranus; hudumu karibu miaka 84 ya Dunia.
Eccentricity orbital ya Uranus ni 0.0473, ambayo ni kidogo tu chini ya ile ya Jupiter - 0.0484. Jambo hili linaifanya Uranus kuwa ya nne kati ya sayari zote katika Mfumo wa Jua kwa suala la mzunguko wa duara. Sababu ya eccentricity ndogo kama hiyo ya obiti ya Uranus ni kwamba tofauti kati ya perihelion yake ya 2.74 x 10 hadi nguvu ya kilomita 9 na aphelion yake ya 3.01 x 109 km ni 2.71 x 10 tu kwa nguvu ya 8 km.
Jambo la kufurahisha zaidi juu ya kuzunguka kwa Uranus ni msimamo wa mhimili. Ukweli ni kwamba mhimili wa mzunguko kwa kila sayari isipokuwa Uranus ni takriban perpendicular kwa ndege yao ya obiti, lakini mhimili wa Uranus umeinama karibu 98 °, ambayo ina maana kwamba Uranus inazunguka upande wake. Matokeo ya msimamo huu wa mhimili wa sayari ni kwamba ncha ya kaskazini ya Uranus iko kwenye Jua kwa nusu ya mwaka wa sayari, na nusu nyingine iko kwenye ncha ya kusini ya sayari. Kwa maneno mengine, mchana kwenye hekta moja ya Uranus hudumu miaka 42 ya Dunia, na wakati wa usiku kwenye ulimwengu mwingine huchukua kiasi sawa. Wanasayansi wanataja tena mgongano na mwili mkubwa wa ulimwengu kuwa sababu iliyofanya Uranus "kugeukia upande wake."
Kwa kuzingatia ukweli kwamba pete maarufu zaidi katika mfumo wetu wa jua kwa muda mrefu zilibaki pete za Saturn, pete za Uranus hazikuweza kugunduliwa hadi 1977. Walakini, hii sio sababu pekee, kuna sababu mbili zaidi za ugunduzi wa marehemu: umbali wa sayari kutoka kwa Dunia na mwangaza wa chini wa pete zenyewe. Mnamo 1986, chombo cha anga cha Voyager 2 kiliweza kuamua uwepo wa pete mbili zaidi kwenye sayari, pamoja na zile zinazojulikana wakati huo. Mnamo 2005, Darubini ya Nafasi ya Hubble iliona mbili zaidi. Leo, wanasayansi wa sayari wanajua pete 13 za Uranus, ambayo mkali zaidi ni pete ya Epsilon.
Pete za Uranus hutofautiana na za Zohali karibu kila njia - kutoka saizi ya chembe hadi muundo. Kwanza, chembe zinazounda pete za Zohali ni ndogo, zaidi ya mita chache kwa kipenyo, wakati pete za Uranus zina miili mingi hadi mita ishirini kwa kipenyo. Pili, chembe katika pete za Zohali hutengenezwa kwa barafu. Pete za Uranus, hata hivyo, zinajumuisha barafu na vumbi muhimu na uchafu.
William Herschel aligundua Uranus tu mnamo 1781 kwa sababu sayari ilikuwa hafifu sana kuweza kuonekana na ustaarabu wa zamani. Herschel mwenyewe hapo awali aliamini kwamba Uranus alikuwa comet, lakini baadaye alirekebisha maoni yake na sayansi ilithibitisha hali ya sayari ya kitu hicho. Kwa hivyo, Uranus ikawa sayari ya kwanza iliyogunduliwa katika historia ya kisasa. Jina la asili lililopendekezwa na Herschel lilikuwa "Nyota ya George" - kwa heshima ya Mfalme George III, lakini jumuiya ya kisayansi haikukubali. Jina "Uranus" lilipendekezwa na mwanaastronomia Johann Bode, kwa heshima ya mungu wa kale wa Kirumi Uranus.
Uranus huzunguka kwenye mhimili wake mara moja kila masaa 17 na dakika 14. Kama , sayari inazunguka katika mwelekeo wa kurudi nyuma, kinyume na mwelekeo wa Dunia na sayari nyingine sita.
Inaaminika kuwa mwelekeo usio wa kawaida wa mhimili wa Uranus unaweza kusababisha mgongano mkubwa na mwili mwingine wa ulimwengu. Nadharia ni kwamba sayari inayodhaniwa kuwa na ukubwa wa Dunia iligongana vikali na Uranus, ambayo ilihamisha mhimili wake kwa karibu digrii 90.
Kasi ya upepo kwenye Uranus inaweza kufikia hadi kilomita 900 kwa saa.
Uranus ina uzito wa takriban mara 14.5 ya uzito wa Dunia, na kuifanya kuwa nyepesi zaidi ya majitu manne ya gesi ya mfumo wetu wa jua.
Uranus mara nyingi hujulikana kama "jitu la barafu". Mbali na hidrojeni na heliamu katika tabaka lake la juu (kama vile majitu mengine ya gesi), Uranus pia ina vazi la barafu linalozunguka kiini chake cha chuma. Mazingira ya juu yanajumuisha fuwele za amonia na barafu za methane, ambayo huipa Uranus rangi yake ya rangi ya samawati.
Uranus ni sayari ya pili kwa uchache zaidi katika mfumo wa jua, baada ya Zohali.