二酸化ウラン

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二酸化ウラン
IUPAC名	二酸化ウラン、酸化ウラン(IV)
組成式	UO2
式量	270.03 g/mol
形状	褐色粉末
CAS登録番号	[1344-57-6]
密度と相	10.97 g/cm3, 固体
融点	2846.85 ℃

二酸化ウラン（にさんか—、uranium dioxide、uranous oxide）は、ウランの酸化物の一種で、化学式は UO₂ と表す。通常は褐色の無定形粉末で、融点約 2,800 セルシウス度、比重 10.97、室温での定圧モル比熱は14cal/molK、室温でのヤング率は200GPa、硝酸に容易に溶けて硝酸ウラニルとなる。面心立方格子の蛍石型の結晶構造であり、単位格子中にウランが4個、酸素が8個存在する。二酸化プルトニウムとは任意の比率で固溶体を形成する。700℃で過定比二酸化ウランUO_2+xが生じ、1200℃で亜定比二酸化ウランUO_2-xが生じる。熱伝導度は室温では10W/mK程度、1000℃では4W/mKであるが、O/U比（酸素原子の個数とウラン原子の個数の比）が2からずれる、不純物の存在等により熱伝導率が低下する。

[編集] 用途

高温で安定しているため金属ウランに替わって軽水炉の燃料として使用されるようになった。現用の軽水炉では低濃縮の二酸化ウランの粉末をプレス機で直径・長さとも約 1cmに成型・加工し、高温で焼き固めたペレットが使われている。ペレットをジルコニウム製の燃料被覆管に詰めて燃料棒を構成し、燃料棒を8×8等の方形に束ねたものが燃料集合体であり、燃料集合体は炉心に装荷されて炉心部を構成する。

二酸化ウランは、天然に産出する閃ウラン鉱の組成そのものである。ウラン燃料の採掘から燃料棒として使用される部分の始まりと終わりが同じ物質で、中間に様々な化学処理や遠心分離などの操作を受けているといえる。

[編集] 化学反応

• 二酸化ウランを酸化雰囲気で800℃で加熱するとU₃O₈となる。
• 二酸化ウランをフッ化水素と700℃で加熱するとUF₄となる。

[編集] 関連項目

• イエローケーキ
• 六フッ化ウラン
• ウラン系列
• ウラン濃縮
• 転換_(原子力)
• 再処理工場
• 臨界量_(原子力)
• 原子炉

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