uranium.
Publié le 06/12/2021
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uranium.
1
PRÉSENTATION
uranium, élément métallique radioactif de symbole U, de numéro atomique 92. Chimiquement réactif, c'est le combustible le plus utilisé dans les réacteurs nucléaires ( voir énergie nucléaire). L'uranium appartient à la série des actinides (voir
classification périodique).
L'oxyde d'uranium, l'urane, a été découvert en 1789 dans la pechblende, par le chimiste allemand Martin Klaproth, qui le nomma ainsi en référence à la planète Uranus. Il a été isolé pour la première fois à l'état métallique en 1841, par le chimiste
français Eugène Peligot. C'est sur l'uranium que fut découverte la radioactivité en 1896, par le physicien français Henri Becquerel. Les recherches qui suivirent l'expérience de Becquerel conduisirent à la découverte du radium et à de nouveaux
concepts sur l'organisation atomique. Voir Atome.
2
PROPRIÉTÉS
L'uranium fond vers 1 132 °C, bout vers 3 818 °C, a une densité de 19,05 à 25 °C ; sa masse atomique est égale à 238,029. L'uranium présente trois formes cristallines. Celle qui se forme vers 770 °C est malléable et ductile. L'uranium est soluble
dans les acides chlorhydrique et nitrique, et insoluble dans les alcalis. Le métal déloge l'hydrogène d'acides minéraux et de solutions salines de métaux tels que le mercure, l'argent, le cuivre, l'étain, le platine et l'or. Lorsqu'il est finement divisé,
l'uranium brûle facilement dans l'air entre 150 et 175 °C. À 1 000 °C, il se combine avec l'azote pour former un nitrure jaune.
L'uranium présente les états d'oxydation + III, + IV, + V et + VI. Parmi les composés de l'uranium, on peut citer le trioxyde d'uranyle, UO3, le chlorure d'uranyle, UO2Cl2, le tétrachlorure d'uranium, UCl4 et l'oxyde uraneux, UO2. Les composés
uraneux sont ordinairement instables : ils se transforment en composés hexavalents à l'air. Les sels uranyles, tels que le chlorure d'uranyle, peuvent se décomposer en présence de lumière intense et de matière organique.
3
GISEMENTS
L'uranium ne se trouve jamais à l'état libre, mais sous forme d'oxyde ou de complexe de sel, dans les minéraux pechblende et carnotite. Avec une concentration moyenne dans la croûte terrestre d'environ 2 p. 1 000, c'est le 48 e élément naturel le
plus abondant. L'uranium naturel contient 99,27 p. 100 de l'isotope uranium-238, moins de 1 p. 100 de l'isotope fissile uranium-235, et des traces d'uranium-234, ces deux derniers étant formés par décomposition radioactive de l'uranium-238. Parmi
les isotopes de l'uranium obtenus artificiellement, on trouve l'uranium-233, l'uranium-237 et l'uranium-239. Les isotopes connus ont un nombre de masse variant de 222 à 242.
Les minerais de l'uranium sont très répandus dans le monde. Les réserves d'uranium se trouvent principalement en Australie (22 p. 100), aux États-Unis (15 p. 100), au Canada et en Afrique du Sud. La France possède 3 p. 100 des réserves
mondiales et se place au 4e rang des producteurs.
4
TRAITEMENT DES MINERAIS ET PRODUCTION
Dans le procédé d'attaque à l'acide sulfurique, procédé le plus répandu, la pechblende est concassée et broyée en présence d'eau. La pulpe obtenue est ensuite soumise à l'attaque de l'acide sulfurique, pendant quatre à six heures, à 60-70 °C, après
incorporation d'un oxydant. L'uranium se dissout alors sous forme de sulfate d'uranyle, puis est lavé. On obtient finalement une solution de sulfate d'uranyle à une concentration de 300 à 500 mg/l. Jusqu'au lavage, les différents procédés d'extraction
sont globalement identiques. Au-delà, on purifie les jus contenant différentes impuretés de plusieurs façons, selon la nature de ces impuretés. La purification peut par exemple s'effectuer par échange d'ions ou par précipitation. Aux États-Unis, on
utilise souvent une attaque carbonatée afin d'éviter la consommation d'acide. Dans tous les cas, pour obtenir le métal à partir des concentrés, on effectue tout d'abord une purification par voie humide, puis on élabore le métal par voie sèche.
5
UTILISATIONS
Après la découverte de la fission nucléaire, l'uranium devint un métal stratégique ; son utilisation fut tout d'abord restreinte principalement à la fabrication d'armes nucléaires. La possibilité que l'uranium puisse être une immense source de puissance
industrielle apparut avec le lancement, en 1954, du premier sous-marin nucléaire. On utilise l'uranium allié dans les réacteurs nucléaires, comme matériau fissile dans les éléments combustibles ( voir Nucléaire, énergie).
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uranium.
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PRÉSENTATION
uranium, élément métallique radioactif de symbole U, de numéro atomique 92. Chimiquement réactif, c'est le combustible le plus utilisé dans les réacteurs nucléaires ( voir énergie nucléaire). L'uranium appartient à la série des actinides (voir
classification périodique).
L'oxyde d'uranium, l'urane, a été découvert en 1789 dans la pechblende, par le chimiste allemand Martin Klaproth, qui le nomma ainsi en référence à la planète Uranus. Il a été isolé pour la première fois à l'état métallique en 1841, par le chimiste
français Eugène Peligot. C'est sur l'uranium que fut découverte la radioactivité en 1896, par le physicien français Henri Becquerel. Les recherches qui suivirent l'expérience de Becquerel conduisirent à la découverte du radium et à de nouveaux
concepts sur l'organisation atomique. Voir Atome.
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PROPRIÉTÉS
L'uranium fond vers 1 132 °C, bout vers 3 818 °C, a une densité de 19,05 à 25 °C ; sa masse atomique est égale à 238,029. L'uranium présente trois formes cristallines. Celle qui se forme vers 770 °C est malléable et ductile. L'uranium est soluble
dans les acides chlorhydrique et nitrique, et insoluble dans les alcalis. Le métal déloge l'hydrogène d'acides minéraux et de solutions salines de métaux tels que le mercure, l'argent, le cuivre, l'étain, le platine et l'or. Lorsqu'il est finement divisé,
l'uranium brûle facilement dans l'air entre 150 et 175 °C. À 1 000 °C, il se combine avec l'azote pour former un nitrure jaune.
L'uranium présente les états d'oxydation + III, + IV, + V et + VI. Parmi les composés de l'uranium, on peut citer le trioxyde d'uranyle, UO3, le chlorure d'uranyle, UO2Cl2, le tétrachlorure d'uranium, UCl4 et l'oxyde uraneux, UO2. Les composés
uraneux sont ordinairement instables : ils se transforment en composés hexavalents à l'air. Les sels uranyles, tels que le chlorure d'uranyle, peuvent se décomposer en présence de lumière intense et de matière organique.
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GISEMENTS
L'uranium ne se trouve jamais à l'état libre, mais sous forme d'oxyde ou de complexe de sel, dans les minéraux pechblende et carnotite. Avec une concentration moyenne dans la croûte terrestre d'environ 2 p. 1 000, c'est le 48 e élément naturel le
plus abondant. L'uranium naturel contient 99,27 p. 100 de l'isotope uranium-238, moins de 1 p. 100 de l'isotope fissile uranium-235, et des traces d'uranium-234, ces deux derniers étant formés par décomposition radioactive de l'uranium-238. Parmi
les isotopes de l'uranium obtenus artificiellement, on trouve l'uranium-233, l'uranium-237 et l'uranium-239. Les isotopes connus ont un nombre de masse variant de 222 à 242.
Les minerais de l'uranium sont très répandus dans le monde. Les réserves d'uranium se trouvent principalement en Australie (22 p. 100), aux États-Unis (15 p. 100), au Canada et en Afrique du Sud. La France possède 3 p. 100 des réserves
mondiales et se place au 4e rang des producteurs.
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TRAITEMENT DES MINERAIS ET PRODUCTION
Dans le procédé d'attaque à l'acide sulfurique, procédé le plus répandu, la pechblende est concassée et broyée en présence d'eau. La pulpe obtenue est ensuite soumise à l'attaque de l'acide sulfurique, pendant quatre à six heures, à 60-70 °C, après
incorporation d'un oxydant. L'uranium se dissout alors sous forme de sulfate d'uranyle, puis est lavé. On obtient finalement une solution de sulfate d'uranyle à une concentration de 300 à 500 mg/l. Jusqu'au lavage, les différents procédés d'extraction
sont globalement identiques. Au-delà, on purifie les jus contenant différentes impuretés de plusieurs façons, selon la nature de ces impuretés. La purification peut par exemple s'effectuer par échange d'ions ou par précipitation. Aux États-Unis, on
utilise souvent une attaque carbonatée afin d'éviter la consommation d'acide. Dans tous les cas, pour obtenir le métal à partir des concentrés, on effectue tout d'abord une purification par voie humide, puis on élabore le métal par voie sèche.
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UTILISATIONS
Après la découverte de la fission nucléaire, l'uranium devint un métal stratégique ; son utilisation fut tout d'abord restreinte principalement à la fabrication d'armes nucléaires. La possibilité que l'uranium puisse être une immense source de puissance
industrielle apparut avec le lancement, en 1954, du premier sous-marin nucléaire. On utilise l'uranium allié dans les réacteurs nucléaires, comme matériau fissile dans les éléments combustibles ( voir Nucléaire, énergie).
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