تاریخ کشف اورانیوم

بسختی می‌توان عنصر دیگری غیر از اورانیوم یافت که با چنین سرعتی از قعر گمنامی به شهرت و معروفیت همه‌گیر فصلی رسیده باشد. این عنصر خانه‌ی شماره‌ی 92 جدول تناوبی را اشغال کرده است. اورانیوم در سال 1789 کشف شد ولی برای مدتی طولانی، توجه شیمیدانان را به خود جلب نکرد و حتی جرم اتمی تعیین شده برای آن صحیح نبود. این عنصر برای ساختن شیشه‌های رنگی به کار می‌رفت. اما در سال 1906 مندلیف در هشتمین انتشار «اصول شیمی» (1) از کسانی که در پی زمینه‌های پژوهشی جدید بودند خواست تعمق بیشتری در مورد ترکیبات اورانیوم بنمایند. دلیلی که مندلیف برای درخواست خود ارائه داد این بود که دو نمونه از مهمترین اتفاقات علمی اواخر قرن نوزدهم مربوط به اورانیوم بوده است: کشف هلیوم و رادیوآکتیویته. و سرانجام، آیا این یک تصادف بی‌چون و چراست که اورانیوم آخرین عنصر شیمیایی موجود در طبیعت و همینطور سنگینترین آنهاست؟
بعضی از دانشمندان به عنصر 92 جدول تناوبی عنوان عنصر شماره‌ی 1 قرن را داده اند.
به هر حال، هیچ چیز غیر عادی در مورد کشف اورانیوم در دو قرن گذشته وجود ندارد. کشف این عنصر نیز، مانند بسیاری دیگر از اکتشافات، در دوران ظهور شیمی تجزیه در عرضه‌ی دانش بود. هیچ‌گونه تردیدی در مورد کاشف اورانیوم، کلاپروت، وجود ندارد. اما استخراج واقعی اورانیوم با نام یک دانشمند دیگر نیز پیوند خورده است.
سنگ معدن پچبلند قرنها بود که برای بشر شناخته شده بود. زمانی که تجزیه‌ی شیمیایی هنوز مراحل ابتدایی خود را می‌گذراند، پچبلند به عنوان یک کانی حاوی روی و آهن در نظر گرفته می‌شد. بشر اطلاعات دقیقتر در مورد این ماده را بعدها به دست آورد.

هنگامی که نمونه‌ی پچبلند به دست کلاپروت افتاد، تکه‌ای از آن را در اسید نیتریک حل کرد و به محلول حاصل پتاس افزود. رسوب زردی به دست آمد که در پتاس اضافی حل شد. رسوب مذکور بلورهای کوچک زردرنگ مایل به سبز و به شکل منشور شش وجهی بود. کلاپروت نتیجه گرفت که یک نوع نمک از عنصری جدید را تهیه کرده است. وی با تهیه‌ی یک اکسید کوشید که فلز خالص را به دست آورد. و وقتی پودر سیاه درخشنده‌ای در ته بوته حاصل شد، شیمیدان آلمانی تصور کرد که به نتیجه‌ی مطلوب دست یافته است. اما او در اشتباه بود. در واقع، وی مخلوطی از اکسید با مقدار ناچیزی از فلز را تهیه کرده بود. نتایج حاکی از آن بود که استخراج اورانیوم خالص دربر دارنده‌ی مشکلات فراوانی است.

کلاپروت، با اطمینان به موفقیت خود، نام اورانیوم را برای عنصر کشف شده پیشنهاد کرد. این شیمیدان نوشت: «در زمانهای گذشته تنها هفت سیاره شناخته شده بود و این منطبق با هفت فلز است و، بر طبق این سنت، شایسته است فلز جدید همنام با سیاره‌ای باشد که اخیراً کشف شده است.» آن سیاره اورانوس بود که در سال 1781، توسط ستاره‌شناس انگلیسی، هرشل (2)، کشف شده بود. پس از آن، اینچنین نامگذاری برای عناصر شیمیایی معمول شد. اورانیوم در فهرست مواد ساده قرار گرفت و در کتابهای درسی راه یافت، ولی اورانیوم فلزی مدتها دور از دسترس بود. حتی بعضی از دانشمندان در مورد کشف شیمیدان آلمانی دچار شک و تردید شدند. شش سال پس از مرگ کلاپروت (1817)، آرفودسون (3)، شاگرد برزلیوس، شاید به پیروی از صلاحدید استادش، مصمم به پیگیری مطالعاتی برای برطرف کردن این شک و تردید شد. وی سعی داشت اکسید سبز تیره‌ی اورانیوم را با ئیدروژن احیا کند. آرفودسون معتقد بود که ماده‌ی اولیه، اکسید ظرفیت پایین اورانیوم است (امروزه ما می‌دانیم که شیمیدان سوئدی با U3O8 کار می‌کرده است). محصول این واکنش پودری قهوه‌ای رنگ (UO2) بود. به هر حال، آرفودسون تصور می‌کرد فلز اورانیوم را استخراج کرده است.
تنها در سال 1841 بود که شیمیدان فرانسوی، پلیگو (4)، موفق شد به کمک روش جدید احیا اورانیوم را به دست آورد. وی کلرید اورانیوم خشک را با فلز پتاسیوم مخلوط کرد و پس از حرارت دادن در یک بوته‌ی پلاتین سربسته پودر سیاه فلزی را به دست آورد. خواص این ماده تا حد زیادی با آنچه که کلاپروت نام فلز جدید را بدان نسبت می‌داد فرق داشت. بنابراین، برخی تاریخ‌نگاران علوم از پلیگو نیز در تاریخچه‌ی کشف اورانیوم نام می‌برند.
شمشهای اورانیوم توسط شیمیدان فرانسوی، مواسان (5)، در یک کوره‌ی الکتریکی، که خود آن را اختراع کرده بود و می‌توانست درجه حرارت بالایی ایجاد کند، تولید شد. این دانشمند اولین شمش را در مه 1896 تهیه کرد و آن را به بکرل (6)، عرضه داشت. بکرل به کمک این نمونه دریافت که رادیوآکتیویته یکی از ویژگیهای عنصر اورانیوم است. خاصیتی که در برخورد اول توجه هر کسی را به خود جلب می‌کرد.
زمانی اورانیوم زحمت زیادی برای مندلیف، که مشغول کار روی جدول تناوبی بود، ایجاد کرد. جرم اتمی اورانیوم را 120 در نظر می‌گرفتند و، به همین دلیل، اورانیوم در گروه سوم جای می‌گرفت و همخانواده‌ی سنگین آلومینیوم محسوب می‌شد. اما این جایگزینی هرگز با خواص اورانیوم هماهنگ نبود. مندلیف نتیجه گرفت که وزن اتمی این عنصر به طور صحیح تعیین نشده است و پیشنهاد کرد آن را دو برابر کنند. بر این اساس، اورانیوم در گروه شش، زیر تنگستن، قرار می‌گرفت و آخرین عنصر جدول تناوبی محسوب می‌شد.

پی‌نوشت‌:

1. . Principles of Chemisrty
2. . Herschel
3. . Arfvedson
4. . Peligot
5. . Moissan
6. . Becquerel

منبع مقاله :
تریفونوف، دیمیتری نیکولایویچ ، تریفونوف، ولادیمیر؛ (1390)، تاریخچه‌ی کشف عناصر شیمیایی، برگردان: عبدالله زرافشان، تهران: شرکت انتشارات علمی و فرهنگی، چاپ چهارم