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Uranium ( U )

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Description générale :  

L'uranium fut découvert en 1789 par M.H. Klaproth à Berlin, Allemagne.

Bien que l'uranium soit l'actinide le plus anciennement connu, il n'a guère attiré l'attention jusqu'à la découverte de la fission de l'uranium en 1939. Il a maintenant une importance vitale comme combustible nucléaire. On trouve l'uranium à l'état natif sous la forme de deux isotopes principaux, 238U (99,3%) et 235U (0,7%) ainsi qu'un troisième isotope, 233U. La séparation des isotopes est obtenue par leur transformation en hexafluorures. L'isotope 235U est le plus important du fait qu'il réagit avec un neutron par fission pour former des noyaux plus légers, la réaction étant accompagnée par le dégagement d'une quantité considérable d'énergie et d'autres neutrons qui, à leur tour, fissionent plus de 235U et permettent la constitution d'une réaction en chaîne.

L'énergie produite en conséquence de ce procédé nucléaire est de l'ordre d'un million de fois supérieure à celle qui est produite en brûlant du combustible fossile et de il existe donc un grand intérêt pour la fission nucléaire.

238U est également important dans un réacteur nucléaire du fait qu'il peut lui-même absorber des neutrons pour produire des éléments plus lourds, dont le plus important est le plutonium, un autre combustible nucléaire. Dans les conditions appropriées, on peut produire plus de plutonium à partir de 238U que l'on a utilisé du 235U et une telle disposition est trouvée dans le "surgénérateur" nucléaire.

   

Caractéristiques atomiques

Distribution isotopique naturelle No. de masse %
234 0.005
235 0.720
238 99.275
Fonction de travail photo-électrique ( eV ) 3,6
Numéro atomique 92
Poids atomique ( amu ) 238,0289
Potentiel d'ionisation No. eV
1 6.19
Rayon atomique - Goldschmidt ( nm ) 0,138
Sect. efficace d'absorp. des neutrons therm. ( Barns ) 7,6
Structure de cristal Orthorhombique
Structure électronique Rn 5f3 6d1 7s2
Valences indiquées 2, 3, 4, 5, 6

Caractéristiques mécaniques

Condition du matériau Recuite Dure Polycristallin
Coefficient de Poisson     0,20
Dureté - Vickers 187 250
Module d'élasticité cubique ( GPa )     97,9
Module de tension ( GPa )     175,8
Résistance à la traction ( MPa ) 385 580
Résistance Izod ( J m-1 ) 19 15
Tension de fluage ( MPa ) 190 250

Caractéristiques physiques

Densité à 20C ( g cm-3 ) 19,05
Point d'ébullition ( C ) 3818
Point de fusion ( C ) 1132

Caractéristiques thermiques

Chaleur latente d'évaporation ( J g-1 ) 1753
Chaleur latente de fusion ( J g-1 ) 52,5
Chaleur spécifique à 25C ( J K-1 kg-1 ) 116
Coefficient d'expansion thermique à 0-100C ( x10-6 K-1 ) 13,4
Conductivité thermique à 0-100C ( W m-1 K-1 ) 27,5

Caractéristiques électriques

Résistivité à 20C ( µOhmcm ) 27
Coefficient de température à 0-100C ( K-1 ) 0,0034

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