Zr

Zirkonium

atomnummer: 40
gruppe: 4
periode: 5
atomvekt: 91,224

I mennesket
0 mg

I jordskorpen
140 ppm

I havet
0,026 µg/liter

På solen
0,04 ppm

Beholdere for uranbrensel

Visste du at...

uranbrenslet i atomreaktorer er innkapslet i zirkoniumbeholdere?

Zirkonium hadde ingen viktige anvendelser før i 1940. Da oppdaget man at zirkonium kan benyttes i atomreaktorer fordi grunnstoffet i liten grad absorberer nøytroner. Men også periodesystemnaboen hafnium benyttes. Men her årsaken den motsatte. Hafnium absorberer nemlig nøytroner svært godt. Så mens uranbrenslet er innkapsla i en zirkoniumbeholder som ikke absorberer nøytroner i nevneverdig grad, så benyttes hafnium med sin evne til å absorbere nøytroner i kontrollstenger i reaktorene. Ved å skyve stengene inn eller ut av reaktorkjernen styres antall kjernespaltninger.

Fordi hafnium og zirkonium er så ulike med hensyn på å absorbere nøytroner er det viktig at zirkoniumet som benyttes i uranbeholdere er rent og fritt for hafnium. På den annen side må zirkonium fjernes fra hafniumet som benyttes i kontrollstavene. Og dette er ingen enkelt oppgave. De to grunnstoffene er svært like i størrelse og egenskaper, noe som betyr at vi alltid finner disse to grunnstoffene sammen og at de er vanskelige å skille.

90 % av alt metallisk zirkonium som produseres benyttes i kjernereaktorer, som beskrevet over. Legeringen som kalles zircalloy inneholder 98 % zirkonium, 1,5 % tinn og litt nikkel, jern og krom.

Utover dette benyttes zirkonium i legeringer - som tilsetningsmiddel til stål. Stålet blir sterkere og samtidig lettere å bearbeide. Zirkonium benyttes dessuten i implantater og i proteser. Vi sier metallet er biokompatibelt.

Forbindelser av zirkonium benyttes også i forkjellige sammenhenger. Store mengder av zirkoniumsilikatet zirkon finnes som sand. Denne sanden har i lang tid blitt brukt som ildfast materiale, benyttet som beholdere for metallsmelter og som vegger i høytemperaturovner. Denne anvendelsen er mindre viktig idag og istedet benyttes dette mineralet ved glassering av keramer. Blå glassering skyldes zircon med vanadium, mens gul glassering oppnås i blandinger med praseodym.

[Figur: Truls Norby, KI, UiO.]

YSZ, yttriumstabilisert zirconia, brukes som elektrolytt i høytemperatur brenselceller
Figur: Truls Norby, KI, UiO.

Zirkonia, ZrO2, benyttes også som et høytemperaturmateriale. Det smelter først ved 2500 oC og benyttes i digler, i keramiske materialer og som slipemiddel. Det samme materialet, riktig dopet med yttrium, har også en interesant fremtid som en mulig elektrolytt i høytemperatur brenselceller. Dette materialet leder oksygenioner hurtig ved høye temperaturer slik at den elektrokjemiske reaksjonen mellom hydrogen og oksygen muliggjøres.

Overflaten på papir som skal i kontakt med mat dekkes med zirkoniumkarbonat. Dette har god motstandsevne mot fuktighet og stor styrke.

Les alt om zirkonium

Forfatter:  Svein Stølen

Velg grunnstoff:  

Finn nabogrunnstoff

Sc Ti V
Y Zr Nb
La Hf Ta

Vis alt om zirkonium

Zirkonium i periodesystemet

Visste du at...

Sr

Strontiumnitrat og strontiumklorat gir en klar rød farge ved forbrenning? Dette benyttes i fyrverkeri.

Les mer om strontium

App

Periodic Puzzle

Noen har rotet det til i periodesystemet. Du må flytte grunnstoffene tilbake på riktig plass.

Les mer:
Om Periodic Puzzle appen

Samarbeidspartner

Naturhistorisk museum

 


Søk i periodesystemet

Les om periodesystemet (bakom-stoff, utdypende artikler)
Periodesystemet.no fra Kjemisk institutt, Universitetet i Oslo.   Idé: Dmitrij Ivanovitsj Mendelejev.
Prosjektledelse: Svein Stølen. Design: John Vedde.   Redaksjon     Rettigheter