Uraanidioksidi

Uraanidioksidi tai uraani(IV)oksidi (UO2) on uraanin ja hapen epäorgaaninen yhdiste. Se tunnetaan myös nimellä urania. Se on mustaa, kiteistä jauhetta jota saadaan uraniniitti mineraalista. Se on radioaktiivista. Uraanidioksidia käytetään ydinreaktorien polttoainesauvoissa. Uraanidioksidin ja plutoniumin oksidien seosta kutsutaan MOX-polttoaineeksi. Ennen 1960-lukua, uraanidioksidia käytettiin keltaisena tai mustana väriaineena keramiikan ja lasin värjäämiseen (ns. uraanilasi).[3]

Uraani(IV)oksidi
Tunnisteet
CAS-numero 1344-57-6
Ominaisuudet
Molekyylikaava UO2
Moolimassa 270,0 g/mol[1][2]
Ulkomuoto Mustaa jauhetta
Sulamispiste 2 865 °C (3 138 K)[2]
Tiheys 10,97 g/cm3[1]
Liukoisuus veteen ei liukene[2]

Kemiallisia ominaisuuksia

Uraanidioksidia tuotetaan uraanitrioksidista vedyn avulla:

UO3 + H2 → UO2 + H2O lämpötilassa 700 °C (973 K)

Tämä kemiallinen reaktio on tärkeä ydinpolttoaineen valmistuksessa. UO2 hapettuu hapen vaikutuksesta triuraanioktaoksidiksi:

3 UO2 + O2 → U3O8 lämpötilassa 700 °C (970 K)[3]

Käyttö

Uraanidioksidin ylivoimaisesti tärkein käyttö on ydinvoimaloiden polttoaineessa. Käyttö lasin värjäykseen on suurelta osin jäänyt historiaan.[3]

Köyhdytettyä UO2 (DUO2) voidaan käyttää säteilynsuojausmateriaalina. DUCRETE on sementin muoto, jossa soran tilalla on köyhdytettyä uraanidioksidia. Tämän materiaalin käyttöä tutkitaan ydinjätteen varastointisäiliöiden rakennusaineeksi.

Uraanidioksidin kielletty energiavyö (engl. bandgap) on samaa suuruusluokkaa kuin piillä ja galliumarsenidillä, joten siitä voitaisiin valmistaa tehokkaita aurinkopaneeleja, jotka käyttävät Schottky diodin rakennetta. Uraanin oksideihin pohjautuva Schottky diodi ja PNP-transistori on jo rakennettu laboratoriossa.[4]

Katso myös

Lähteet
  1. WebElements: Uranium: uranium dioxide webelements.com. Viitattu 3. joulukuuta 2015. (englanniksi)
  2. ICSC 1251 Uraanidioksidi (Käyttöturvallisuustiedote) ILO. Viitattu 3. joulukuuta 2015.
  3. Ingmar Grenthe, Janusz Drożdżyński, Takeo Fujino, Edgar C. Buck, Thomas E. Albrecht‐Schmitt & Stephen F. Wolf (2006) Uranium, luku 5 kirjasta Morss, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean, toim. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (Arkistoitu – Internet Archive) (PDF) (3. painos). Dordrecht: Springer. s. 253–698. (englanniksi)
  4. Meek, Thomas T.; Roedern, B. von (2008). "Semiconductor devices fabricated from actinide oxides". Vacuum 83 (1): 226–228. doi:10.1016/j.vacuum.2008.04.005.
    This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.