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우라니나이트

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1. 개요

우라니나이트는 우라늄의 주요 광석으로, 피치블렌드라고도 불린다. 우라늄 외에도 라듐, 납 동위 원소, 헬륨 등을 포함하며, 드물게 테크네튬과 프로메튬, 프랑슘이 발견되기도 한다. 콩고 민주 공화국, 캐나다, 오스트레일리아, 체코 등지에서 산출되며, 우라늄의 원료로 사용된다. 피치블렌드는 우라니나이트의 변종으로, 괴상 비정질의 섬우라늄광이다.

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우라니나이트
기본 정보
독일 니더슐레마-알베로다 광상에서 채취한 섬우라늄광
독일 니더슐레마-알베로다 광상에서 채취한 섬우라늄광
분류산화 광물
화학식이산화 우라늄 또는 산화 우라늄(IV) (UO₂)
IMA 기호Urn
스트룬츠 분류4.DL.05
결정계등축정계
공간군Fmm
격자 상수a = 5.4682 Å; Z = 4
강철-검은색에서 벨벳-검은색, 갈색을 띤 검은색, 옅은 회색에서 옅은 녹색; 투과광에서 옅은 녹색, 옅은 노란색에서 짙은 갈색 및 녹색-회색 (얇은 조각)
결정형괴상, 포도상, 입상. 팔면체 결정은 드물다.
쌍정해당 사항 없음
쪼개짐불분명
깨짐패각상에서 고르지 않음
모스 굳기5–6
광택아금속성, 기름기, 무딘
복굴절해당 사항 없음
다색성해당 사항 없음
조흔색갈색을 띤 검은색, 회색, 올리브-녹색
비중10.63–10.95; 산화되면 감소
용융점해당 사항 없음
용융성해당 사항 없음
진단 특징해당 사항 없음
용해도해당 사항 없음
투명도불투명; 얇은 조각에서는 투명
기타 특징25px 방사성 70 Bq/g ~ 150 kBq/g
변종
변종명섬우라늄광
형태덩어리 모양

2. 명칭 및 발견

우라니나이트는 검은색 때문에 송진을 뜻하는 "피치"(pitch)와, 밀도가 금속 함량을 시사하지만 당시에는 활용법이 알려지지 않았거나 경제성이 없었던 광물을 지칭하기 위해 독일 광부들이 사용했던 "속이다"라는 뜻의 "블렌덴"(blenden)에서 유래된 "블렌드"(blende)를 합쳐 "피치블렌드"라고도 불렸다.[4] 이 광물은 적어도 15세기부터 독일/체코 국경에 위치한 광석 산맥의 은광에서 알려졌다. 기준 산지는 1772년 F. E. 브뤼크만이 이 광물을 기술한, 산맥의 체코 쪽에 위치한 역사적인 광산 및 온천 도시인 요아힘스탈(Joachimsthal)로, 현대의 야히모프이다.[4][6] 1789년 마르틴 하인리히 클라프로트는 독일 요한지겐슈타트 매장지의 피치블렌드를 이용하여 우라늄 원소를 발견하였다.[7]

3. 성분

우라니나이트는 주성분인 우라늄 외에 방사성 붕괴 생성물인 라듐을 소량 포함하고 있다.[8] 마리 퀴리는 1910년 라듐을 분리하기 위한 원료로 피치블렌드를 사용했다.[8]

우라니나이트는 또한 납 동위 원소 206Pb와 207Pb를 소량 포함하는데, 이는 각각 우라늄 동위 원소 238U과 235U 붕괴 계열의 최종 생성물이다. 알파 붕괴 결과 헬륨도 소량 존재한다. 헬륨은 태양#대기의 대기에서 분광법으로 처음 발견된 후, 불순한 방사성 우라니나이트의 일종인 클레베이트에서 지구상에서 처음 발견되었다. 매우 희귀한 원소인 테크네튬프로메튬은 우라니나이트에서 매우 적은 양(각각 약 200pg/kg 및 4fg/kg)으로 발견될 수 있는데, 이는 우라늄-238의 자연 핵분열에 의해 생성된다. 프랑슘 또한 광석 내 우라늄 원자 1 × 1018개당 프랑슘 원자 1개 비율로, 악티늄 붕괴로부터 기인하여 우라니나이트에서 발견될 수 있다.

4. 산출

우라니나이트는 우라늄의 주요 광석이다. 세계 최고 품질의 우라늄 광석 중 일부는 콩고 민주 공화국의 싱콜로브웨 광산(맨해튼 계획의 초기 공급원)과 캐나다 북부 서스캐처원주의 애서배스카 분지에서 발견되었다. 피치블렌드의 또 다른 중요한 산지는 캐나다 노스웨스트 준주의 그레이트베어 호로, 과 함께 대량으로 발견된다. 또한 오스트레일리아, 체코, 독일, 잉글랜드, 르완다, 나미비아, 남아프리카 공화국에서도 발견된다. 미국에서는 애리조나주, 콜로라도주, 코네티컷주, 메인주, 뉴햄프셔주, 뉴멕시코주, 노스캐롤라이나주, 와이오밍주에서 발견할 수 있다. 지질학자 찰스 스틴은 유타주 모아브에 있는 자신의 미 비다 광산에서 우라니나이트 생산으로 큰 돈을 벌었다. 오레 산맥(현재 체코와 독일의 국경)에서 나온 우라늄 광석은 전쟁 중 독일 핵 프로그램(폭탄 생산에 실패)과 소련 핵 프로그램의 중요한 공급원이었다. 오레 산맥에서 우라늄 채굴은 전쟁 후 SDAG 비스무트의 감독하에 이루어졌으며, 독일 민주 공화국의 붕괴 이후 중단되었다.

메인주 톱샴산 우라니나이트 결정 (크기:  ×  × )

5. 용도

우라니나이트는 우라늄의 원료로 사용된다.[1]

6. 변종

'''피치블렌드'''(pitchblende, 역청 우라늄광)는 괴상 비정질의 우라니나이트이다. 피치와 같은 지방 광택을 가지고 있어서 이와 같이 명명되었다.[1][2][3]

pitchblende영어는 원래 독일어의 Pechblendede에서 온 말로, Pechde는 영어의 pitch에 해당하며 검은색 수지를, blendede섬아연석 따위의 금속 광택이 있으면서도 금속이 산출되지 않는, 즉 쓸모없는 광물을 뜻한다.[2]

참조

[1] 논문 IMA–CNMNC approved mineral symbols 2021
[2] 서적 Manual of Mineralogy Wiley 1985
[3] 서적 Handbook of Mineralogy http://rruff.geo.ari[...] Mineralogical Society of America 2011-12-05
[4] 웹사이트 Uraninite http://www.mindat.or[...]
[5] 웹사이트 Uraninite http://webmineral.co[...]
[6] 논문 Who was who in Jáchymov mineralogy II http://www.jgeosci.o[...] 2003-01
[7] 논문 Das Erzgebirge und sein Uran
[8] 웹사이트 Marie Curie and the Science of Radioactivity http://history.aip.o[...] history.aip.org 2017-06-29
[9] 서적 세상을 바꾼 돌멩이 우라늄 주영사



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