Diòxit d'urani
El diòxit d'urani o òxit d'urani(IV) (OO2), també conegut com urano o òxit uranoso, és un òxit d'urani. És una pols negra, radiactiu i cristalí que apareix naturalment en el mineral d'uraninita. És usat en les varetes del combustible nuclear en els reactors nuclears. Una mescla de diòxit d'urani i plutoni és usada en el combustible MOX. Abans de 1960 era usat com una tenyida colorant groga i negre en vidres i en ceràmica vidriada.
Producció
[editar | editar còdic]El diòxit d'urani és produït per la reducció del trióxido d'urani en hidrogen.[1][2][3]
- UO3 + H2 → UO2 + H2O a 700 °C (973 K)
Esta reacció ocorre com a part del reprocesamiento del combustible nuclear i del enriquiment de l'urani per a combustible nuclear.
Química
[editar | editar còdic]Estructura
[editar | editar còdic]La relació de ràdios del sòlit és aproximadament igual a 0.735, que correspon a una estructura igual a la del CsCl segons les regles de Pauling. Experimentalment s'ha verificat esta estructura a condicions estàndar de pressió i temperatura.
El sòlit presenta la mateixa estructura cristalina que la fluorita (fluorur de calcio), en la qual cada àtom d'urani està rodejat per huit àtoms d'oxigen veïns més propencs, disposts en una geometria cúbica. Esta mateixa estructura també es troba en els diòxit de ceri, tori i dels elements transuránicos compresos entre el neptuni i el californi. Cap atre diòxit elemental adopta l'estructura de la fluorita.
En fondre's, la coordinació mija O–O disminuïx de 8 en el sòlit cristalí (gavetes UO₈) a 6,7 ± 0,5 a 3270 K en la fase fosa.[4] Els models compatibles en estes medicions indiquen que la massa fosa està composta principalment per unitats poliedrales UO₆ i UO₇, en les que aproximadament dos terços de les conexions entre poliedres es produïxen per mig de vèrtiços compartits i un terç per mig d'arestes compartides.
Oxidació
[editar | editar còdic]El diòxit d'urani es oxida en entrar en contacte en l'oxigen, formant octaóxido de triuranio.[5]
- 3 UO2 + O2 → O3O8 a 700 °C (970 K)
l'electroquímica del diòxit d'urani ha segut investigada en detalle ya que la corrosió galvànica del diòxit d'urani controla la taxa a la que el combustible nuclear es dissol. Açò es tracta en major detall en combustible nuclear gastat. l'aigua incrementa la taxa d'oxidació dels metals de plutoni i urani.[6]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ “The kinetics of hydrogen reduction of UO3 and U3O8 derived from ammonium diuranate” . Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry 36 (1): 87–92. doi:.
- ↑ “Hydrogen Reduction of Uranium Oxides. A Phase Study by Means of a Controlled-Atmosphere Diffractometer Hot Stage” . Industrial & Engineering Chemistry Process Design and Development 1 (3): 213–217. doi:.
- ↑ «Conversion and Deconversion».
- ↑ “Molten uranium dioxide structure and dynamics” (2014). Science 346 (6212): 984–7. doi:. PMID 25414311. Bibcode: 2014Sci...346..984S.
- ↑ “A detailed study of UO2 to U3O8 oxidation phases and the associated rate-limiting steps” . Journal of Nuclear Materials 355 (1–3): 10–20. doi:.
- ↑ «Reactions of Plutonium Dioxide with Water and Oxygen-Hydrogen Mixtures: Mechanisms for Corrosion of Uranium and Plutonium». Consultat el 6 de juny de 2009. (en anglés)
- Este artícul conté una traducció derivada de «Dióxido de uranio» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.