Kada sam nedavno, posredstvom urednika ove mrežne stranice, primio agencijsku vijest da su se engleski kemičari poslužili novim kompleksnim spojem uranija, označenim kao uranium III, da prevedu eten (CH₂=CH₂) u etan (CH₃–CH₃) nisam se, priznajem, mnogo začudio. Kao prvo, za reakciju hidrogenizacije, adiciju vodika na dvostruku ili trostruku vezu, znaju kemičari već više od stoljeća. Sjećam se posjeta uljari u kojoj se proizvodila „ekološka“ biljna mast: imate veliki reaktor pun sojinog ulja u koji ulazi vodik, a sve se miješa s katalizatorom na bazi vrlo otrovnog i nadasve kancerogenog nikla. Iz reaktora izlazi poput starog mazivog ulja crna i odvratno smrdljiva tekućina. Nikad ne bi ni pomislio da će to, nakon što se očisti i pročisti te doda voda i emulgator, ljudi mazati na bijeli kruh i jesti uz jutarnju kavu. Eh, što može kemija!

No kemija ne pretvara samo smrad i gad u margarin, nego nas i uči da je metal to bolji katalizator što njegov atom ima više elektrona. Nikal ih ima 28, a bolji katalizatori za hidrogenizaciju od njega, paladij i platina imaju 46 (Pd) i 78 (Pt). Uranij, najteži element u prirodi, ima čak 92 elektrona. Zbog toga ima neobičnu kemiju, a to znači da se može pojavljivati u visokim oksidacijskim stanjima (III, IV i VI)  te graditi osebujne ione, primjerice UO₂²⁺. Pa ipak, uranij je samo kemijski element, metal iz skupine aktinida. To se često zaboravlja jer mu upotreba kao fisionog goriva za nuklearne elektrane, a još više kao eksploziva za nuklearne bombe, daje auru mističnosti, koja mu kao normalnom stanovniku periodnog sustava elemenata ne pripada.

Problem uranija je u tome što se on poglavito sastoji od dva izotopa. Najvažnjeg izotopa, onoga koji se koristi kao nuklearno gorivo, ²³⁵U,  ima samo 0,72 %. Drugog izotopa, znatno niže radioaktivnosti, ²³⁸U,  ima pak 99,27 %. Da bi se uranij iskoristio kao nuklearno gorivo treba odvojiti izotope, čime se dobiva metal s većim udjelom izotopa relativne atomske mase 235. To je obogaćeni uranij. No iza obogaćenog uranija zaostaje, kao nusprodukt, osiromašeni uranij, uranij-238. Što činiti s njime?

Žalosno, ali istinito: i ovaj je (osiromašeni) uranij našao svoju prvu primjenu u ratu. Kemijski element s rednim brojem 92 ima naime dva svojstva koja ga čine pogodnim za izradu projektila. Prvo je da ima vrlo veliku gustoću, 18,95 g/cm³ (što je više od olova, 11,34, i žive, 13,53 g/cm³). To znači da su puščana i topovska zrna napravljena od njega izuzetno prodorna. (To proizlazi iz toga što prodornost zrna ovisi o količini gibanja, mv, a ne izravno o  kinetičkoj energiji, mv²/2). Drugo je svojstvo još važnije: uranij je piroforan, on gori poput magnezija. (To je i razlog zašto nuklearno gorivo nije metalni uranij, nego njegov oksid, UO₂).

Rezultat velike gustoće i pirofornosti uranija je sva sila streljiva, sa zrnina mase od 85 grama do 4,7 kilograma, namijenjenih probijanju tenkovskih i drugih oklopa. Takvo streljivo varira od „srebnog zrna“ za  brzometne topove kalibra 30 mm, do tenkovskih projektila od 120 mm. Krstareće rakete Tomahawk sadrže pak oko 3 kg uranija, naravno osiromašenog. No nusprodukt proizvodnje nuklearnog goriva ima i civilnu primjenu: zbog izuzetne gustoće uranij se koristi u zrakoplovima za održavanje ravnoteže. Sa svakim putničkim zrakoplovom Boeing 747 leti i 1,5 tone uranija, no tih 1500 kg zaprema volumen od samo 79 litara.

Uranij nije nipošto rijedak metal, čak ni u geološkom smislu. Budući da je osiromašeni uranij nusprodukt pri proizvodnji nuklearnog oružja, zalihe mu rastu. Procjenjuje se da samo Sjedinjene Države raspolažu s pola milijuna tona „otpadnog“ uranija.

No problem s osiromašenim uranijem je u tome da nije posve osiromašen. Iako su metode odvajanja izotopa vrlo uspješne, ipak nije moguće dobiti ni posve čist radioaktivni (izotop 235) ni neradioaktivni uranij (izotop 238). Uranij postaje pogodan za nuklearne reaktore kada sadrži ne više od 3,2 – 3,6 % uranija-235. Ni osiromašeni uranij nije posve čist. On uz izotop 238 sadrži i 0,2 %  izotopa 235 (uz neznatni udjel trećeg izotopa, ²³⁴U). Drugim riječima, radioaktivnost metala nije iščezla nego se samo smanjila. Stoga suvremena bojišta treba dekontaminirati. To je međutim izuzetno teško, jer zrna od uranija ne ostaju u meti nego izgore te se rasprše.

No vratimo se kemičarima s početka članka. Njihov napor da najteži element u prirodi iskoriste za proizvodnju katalizatora otvara nove tehnološke perspektive metala koji je donedavno služio samo za  proizvodnju energije, oružja i streljiva.

Što se pak tiče etana iz ove priče, njegova primjena je uglavnom u kemijskoj industriji kao sirovine za dalju proizvodnju etilena, koji je plin slatkastog mirisa, a iz kojega se kasnije proizvodi polietilen - trenutno najviše proizvođeni tip plastične mase na svijetu od koje se prave i "najlonske" vrećice koje, zapravo, uopće nisu najlonske.

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik, sada u mirovini. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti pišući za časopise Prirodu (kojoj je sedam godina bio i glavni urednik), Čovjek i svemir, ABC tehnike, Smib, Modru lastu, a u posljednje vrijeme i za mrežne stranice Zg-magazin te, naravno, BUG online. Autor je više stručnih  i 13 znanstveno-popularnih knjiga, a upravo mu je izišla još jedna: „Mala škola pisanja (za znanstvenike i popularizatore)“. Urednik je rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji, za koji piše i redovite komentare. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.