ウランとその化合物が危険なのはなぜですか？ 化学元素であるウラン：発見の歴史と核分裂反応。
記事の内容
天王星、 U（ウラン）、Ac、Th、Pa、U、および超ウラン元素（Np、Pu、Am、Cm、Bk、Cf、Es、Fm、Md、No、Lr）を含むアクチニド族の金属化学元素）。 ウランは、核兵器や原子力発電での使用で有名になりました。 酸化物ウランは、ガラスやセラミックの着色にも使用されます。
自然の中で見つける。
地球の地殻中のウランの含有量は0.003％で、地球の表層に4種類の堆積物の形で発生します。 第一に、これらは閃ウラン鉱、またはウランピッチ（二酸化ウランUO 2）の鉱脈であり、ウランが非常に豊富ですが、まれです。 ラジウムはウランの同位体崩壊の直接の生成物であるため、それらはラジウムの堆積を伴います。 このような鉱脈は、カナダのザイール（グレートベア湖）、チェコ共和国、フランスで見られます。 ウランの2番目の供給源は、他の重要な鉱物の鉱石と一緒に、トリウムとウラン鉱石の礫岩です。 礫岩は通常、抽出するのに十分な量の金と銀を含み、ウランとトリウムは付随する元素になります。 これらの鉱石の大規模な鉱床は、カナダ、南アフリカ、ロシア、オーストラリアで見られます。 ウランの第3の供給源は、鉱物カルノー石（バナジン酸ウラニルカリウム）が豊富な堆積岩と砂岩であり、ウランに加えて、かなりの量のバナジウムと他の元素が含まれています。 このような鉱石は、米国の西部の州で見られます。 鉄-ウラン頁岩とリン酸塩鉱石は、4番目の鉱床源を構成します。 スウェーデンの頁岩には豊富な堆積物が見られます。 モロッコと米国の一部のリン酸塩鉱石にはかなりの量のウランが含まれており、アンゴラと中央アフリカ共和国のリン酸塩鉱床はさらにウランが豊富です。 ほとんどの亜炭と一部の石炭には通常、ウラン不純物が含まれています。 ウランに富む亜炭鉱床は、ノースダコタ州とサウスダコタ州（米国）で、瀝青炭はスペインとチェコ共和国で発見されています。
オープニング。
ウランは1789年に、8年前に天王星が発見されたことに敬意を表して元素に名前を付けたドイツの化学者M.クラプロスによって発見されました。 （クラプロスは当時の主要な化学者でした。彼はCe、Ti、Zrなどの他の元素も発見しました。）実際、クラプロスによって得られた物質は元素ウランではなく、その酸化型であり、元素ウランが最初でした。フランスの化学者E..Peligotによって1841年に取得されました。発見の瞬間から20世紀まで。 ウランは今日ほど重要ではありませんでしたが、その物理的特性の多く、および原子量と密度が決定されています。 1896年、A。ベクレルは、ウラン塩が暗闇の中で写真乾板を照らす放射線を持っていることを発見しました。 この発見は化学者を放射性崩壊の分野で研究するように刺激し、1898年にフランスの物理学者、配偶者P.CurieとM.Sklodowska-Curie、放射性元素ポロニウムとラジウムの分離塩、およびE. Rutherford、F。Soddy、 C.キュリーと他の科学者は、放射性崩壊の理論を開発しました。これは、現代の核化学と核エネルギーの基礎を築きました。
ウランの最初のアプリケーション。
ウラン塩の放射性は知られていましたが、今世紀の最初の3分の1の鉱石は、付随するラジウムを得るためにのみ使用され、ウランは望ましくない副産物と見なされていました。 その使用は主にセラミックの技術と冶金学に集中していました。 酸化ウランは、淡黄色から暗緑色までのガラスの着色に広く使用されており、安価なガラス製造の開発に貢献しました。 今日、これらの産業の製品は、紫外線下で蛍光を発するものとして識別されています。 第一次世界大戦中およびその後まもなく、MoおよびWと同様に、炭化物の形のウランが工具鋼の製造に使用されました。 当時生産が制限されていたタングステンの代わりに4〜8％のウランが使用されました。 1914年から1926年に工具鋼を入手するために、年間数トンのフェロウランが生産され、最大30％（質量）のUが含まれていました。しかし、このウランの使用は長くは続きませんでした。
ウランの現代的な使用。
ウラン産業は1939年にウラン同位体235Uの核分裂が行われたときに形になり始め、1942年12月にウラン核分裂の制御された連鎖反応の技術的実施につながりました。これが原子の時代の誕生でした。ウランがマイナーな要素から生命社会で最も重要な要素の1つに変わったとき。 原子爆弾の製造と原子炉の燃料としてのウランの軍事的重要性は、天文学的に増加したウランの需要を生み出しました。 ウラン需要の伸びの興味深い年表は、グレートベア湖（カナダ）の堆積物の歴史に基づいています。 1930年にこの湖で酸化ウランの混合物である樹脂ブレンドが発見され、1932年にこの地域でラジウムを浄化する技術が確立されました。 各トンの鉱石（タールブレンド）から、1 gのラジウムと約0.5トンの副産物（ウラン濃縮物）が得られました。 しかし、ラジウムは不足しており、その抽出は中止されました。 1940年から1942年にかけて、開発が再開され、ウラン鉱石が米国に出荷されました。 1949年に、いくつかの変更を加えた同様のウランの精製が適用され、純粋なUO2が生成されました。 この生産量は増加し、現在では最大のウラン生産量の1つとなっています。
プロパティ。
ウランは、自然界で最も重い元素の1つです。 純金属は非常に密度が高く、延性があり、電気伝導性が低く、反応性が高い電気陽性です。
ウランには3つの同素体修飾があります。 a-ウラン（斜方晶系の結晶格子）は、室温から668°Cの範囲に存在します。 b-ウラン（正方晶タイプの複雑な結晶格子）、668〜774°Сの範囲で安定。 g-ウラン（体心立方結晶格子）、774°Cから融点（1132°C）まで安定。 ウランのすべての同位体は不安定であるため、そのすべての化合物は放射性を示します。
ウランの同位体
238 U、235 U、234 Uは、自然界で99.3：0.7：0.0058の比率で検出され、236Uは微量で検出されます。 226Uから242Uまでのウランの他のすべての同位体は人工的に得られます。 同位体235Uは特に重要です。 遅い（熱）中性子の作用の下で、それは巨大なエネルギーの放出で分割されます。 235 Uの完全な核分裂は、2時間10 7 kWh/kgの「熱エネルギー等価物」の放出をもたらします。 235 Uの核分裂は、大量のエネルギーを生成するだけでなく、他の重要なアクチニド元素を合成するためにも使用できます。 天然同位体ウランは、原子炉で235 U核分裂によって生成された中性子を生成するために使用できますが、連鎖反応に必要のない過剰な中性子は、別の天然同位体によって捕捉され、プルトニウム生成をもたらします。
高速中性子が238Uに衝突すると、次の反応が起こります。
このスキームによれば、最も一般的な同位体238 Uはプルトニウム239に変換できます。プルトニウム239は、235 Uと同様に、低速中性子の作用下で核分裂することができます。
現在、ウランの人工同位体が数多く得られています。 それらの中で、233 Uは、遅い中性子と相互作用するときにも核分裂するという点で特に注目に値します。
ウランの他のいくつかの人工同位体は、化学的および物理的研究で放射性標識（トレーサー）としてよく使用されます。 まず第一に b-エミッター237Uおよび a-エミッタ232U。
接続。
反応性の高い金属であるウラニウムは、酸化状態が+3から+6で、一連の活性のベリリウムに近く、すべての非金属と相互作用し、Al、Be、Bi、Co、Cu、Fe、Hgと金属間化合物を形成します。 、Mg、Ni、Pb、SnおよびZn。 細かく分割されたウランは特に反応性が高く、500°Cを超える温度では水素化ウランに特徴的な反応を起こすことがよくあります。 ゴツゴツしたウランまたは削りくずは700〜1000°Cで明るく燃焼しますが、ウラン蒸気はすでに150〜250°Cで燃焼します。ウランは200〜400°CでHFと反応し、UF4およびH2を形成します。 ウランは、90°Cでも濃縮HFまたはH 2 SO 4および85％H 3 PO 4にゆっくりと溶解しますが、濃度と容易に反応します。 HClであり、HBrまたはHIでは活性が低い。 ウランと希薄および濃縮HNO3との反応は、硝酸ウラニルの形成とともに最も活発かつ迅速に進行します（ 下記参照）。 HClの存在下では、ウランは有機酸に急速に溶解し、有機塩U4+を形成します。 酸化の程度に応じて、ウランはいくつかの種類の塩を形成します（U 4+で最も重要なもの、そのうちの1つはUCl 4は酸化しやすい緑色の塩です）。 UO 2（NO 3）2タイプのウラニル塩（UO 2 2+ラジカル）は黄色で、蛍光緑色です。 ウラニル塩は、酸性媒体に両性酸化物UO 3（黄色）を溶解することによって形成されます。 アルカリ性環境では、UO3はNa2UO4またはNa2U 2O7タイプのウラン酸塩を形成します。 後者の化合物（「黄色のウラニル」）は、磁器釉薬の製造および蛍光ガラスの製造に使用されます。
ハロゲン化ウランは、原子爆弾や原子炉用のウラン同位体を分離する方法の開発の基礎となったため、1940年代から1950年代に広く研究されました。 三フッ化ウランUF3は、UF 4を水素で還元することによって得られ、四フッ化ウランUF 4は、HFとUO3やU3 O 8などの酸化物との反応、またはウラニル化合物の電解還元によってさまざまな方法で得られます。 六フッ化ウランUF6は、UまたはUF 4をフッ素元素でフッ素化するか、UF4に酸素を作用させることで得られます。 六フッ化物は、64°C（1137 mmHg）で高屈折率の透明な結晶を形成します。 化合物は揮発性です（常圧条件下で56.54°Cで昇華します）。 ウランオキソハライド、例えば、オキソフルオリドは、ＵＯ ２ Ｆ ２（フッ化ウラニル）、ＵＯＦ ２（酸化ウランジフルオリド）の組成を有する。
（ポーリングによる）
U←U3+-1.66V
U←U2+-0.1V
| U | 92 |
| 238,0289 | |
| 5f 3 6d 1 7s 2 | |
| 天王星 | |
天王星（旧名 ウラニア）は、周期表の原子番号92、原子量238.029の化学元素です。 記号U（ ウラン）、アクチニドファミリーに属しています。
話
古代（紀元前1世紀）でも、天然ウラン酸化物はセラミックの黄色い釉薬を作るために使用されていました。 ウランの研究は、ウランが生成する連鎖反応のように進化してきました。 当初、チェーンリアクションの最初の衝動のようなその特性に関する情報は、ケースからケースへと長い休憩を伴いました。 ウランの歴史の中で最初の重要な日付は1789年で、ドイツの自然哲学者で化学者のマーティンハインリッヒクラプロスがサクソンの樹脂鉱石から抽出した黄金色の「地球」を黒い金属のような物質に戻しました。 当時知られている最も遠い惑星（8年前にハーシェルによって発見された）に敬意を表して、クラプロスは新しい物質を元素と見なし、それをウランと呼びました。
50年間、クラプロスのウランは金属と見なされていました。 1841年になって初めて、Eugene Melchior Peligot-フランスの化学者（1811-1890）]は、特徴的な金属光沢にもかかわらず、クラプロスのウランは元素ではなく酸化物であることを証明しました。 UO 2。 1840年、ペリゴはスチールグレーの重金属である本物のウランを入手し、その原子量を測定することに成功しました。 ウランの研究における次の重要なステップは、1874年にD.I.Mendeleevによって行われました。 彼が開発した周期表に基づいて、彼はテーブルの最も遠いセルにウランを置きました。 以前は、ウランの原子量は120に等しいと考えられていました。偉大な化学者はこの値を2倍にしました。 12年後、メンデレーエフの予測は、ドイツの化学者Zimmermannの実験によって確認されました。
ウランの研究は1896年に始まりました。フランスの化学者、アントワーヌアンリベクレルが誤ってベクレル光線を発見しました。これは後にマリーキュリーが放射性崩壊と改名しました。 同時に、フランスの化学者アンリ・モアッサンは、純粋な金属ウランを得る方法を開発することに成功しました。 1899年、ラザフォードは、ウラン製剤の放射線が不均一であり、アルファ線とベータ線の2種類の放射線があることを発見しました。 それらは異なる電荷を帯びています。 物質とイオン化能力の同じ範囲からはほど遠い。 少し後の1900年5月、ポール・ヴィラールは3番目のタイプの放射線であるガンマ線を発見しました。
アーネスト・ラザフォードは1907年に、フレデリック・ソディと一緒に作成した放射性崩壊の理論に基づいて、放射性ウランとトリウムの研究で鉱物の年代を決定する最初の実験を行いました（ソディ、フレデリック、1877-1956;ノーベル化学賞、 1921）。 1913年、F。ソディは次の概念を導入しました。 同位体（ギリシャ語のισος-「等しい」、「同じ」、およびτόπος-「場所」から）、そして1920年に、同位体を使用して岩石の地質年代を決定できると予測しました。 1928年にNiggotは気づき、1939年にA.O.K. Nier（Nier、Alfred Otto Carl、1911-1994）は年齢を計算するための最初の方程式を作成し、同位体分離に質量分析計を適用しました。
1939年、フレデリック・ジョリオ・キュリーとドイツの物理学者オットー・フリッシュとリサ・マイトナーは、ウランの原子核が中性子を照射されたときに発生する未知の現象を発見しました。 この核の爆発的な破壊があり、ウランよりもはるかに軽い新しい元素が形成されました。 この破壊は爆発的な性質のものであり、製品の破片が途方もない速度でさまざまな方向に散らばっていました。 このようにして、核反応と呼ばれる現象が発見されました。
1939-1940年。 Yu。B.KharitonとYa。B.Zel'dovichは、天然ウランをウラン235でわずかに濃縮することで、原子核の連続核分裂の条件を作り出すことができることを理論的に最初に示しました。プロセスにチェーン文字を与えます。
自然の中にいる
閃ウラン鉱鉱石
ウランは自然界に広く分布しています。 ウランクラークは1・10-3％（wt。）です。 厚さ20kmのリソスフェアの層に含まれるウランの量は1.31014トンと推定されています。
ウランの大部分は、含有量の高い酸性岩に含まれています ケイ素。 かなりの量のウランが堆積岩、特に有機物に富む岩石に集中しています。 ウランは、トリウムや希土類鉱物（褐簾石、スフェーンCaTiO 3、モナザイト（La、Ce）PO 4、ジルコンZrSiO 4、ゼノタイムYPO4など）に不純物として大量に存在します。 最も重要なウラン鉱石は、ピッチブレンデ（タールピッチ）、閃ウラン鉱、カルノー石です。 主な鉱物-ウランの衛星は輝水鉛鉱MoS2、方鉛鉱PbS、石英SiO 2、方解石CaCO 3、ハイドロムスコバイトなどです。
| ミネラル | ミネラルの主な組成 | ウラン含有量、％ |
|---|---|---|
| 閃ウラン鉱 | UO 2、UO 3 + ThO 2、CeO 2 | 65-74 |
| カルノー石 | K 2（UO 2）2（VO 4）2 2H 2 O | ~50 |
| カソライト | PbO 2 UO 3 SiO 2 H 2 O | ~40 |
| サマルスキー | （Y、Er、Ce、U、Ca、Fe、Pb、Th）（Nb、Ta、Ti、Sn）2 O 6 | 3.15-14 |
| ブランネライト | （U、Ca、Fe、Y、Th）3 Ti 5 O 15 | 40 |
| トゥヤムユニット | CaO 2UO 3 V 2 O 5 nH 2 O | 50-60 |
| ゼイネライト | Cu（UO 2）2（AsO 4）2 nH 2 O | 50-53 |
| 耳炎 | Ca（UO 2）2（PO 4）2 nH 2 O | ~50 |
| シュレキンゲライト | Ca 3 NaUO 2（CO 3）3 SO 4（OH）9H 2 O | 25 |
| オウラノファネス | CaO UO 2 2SiO 2 6H 2 O | ~57 |
| フェルグソン石 | （Y、Ce）（Fe、U）（Nb、Ta）O 4 | 0.2-8 |
| ソーバナイト | Cu（UO 2）2（PO 4）2 nH 2 O | ~50 |
| コフィン石 | U（SiO 4）1-x（OH）4x | ~50 |
自然界に見られるウランの主な形態は、閃ウラン鉱、ピッチブレンデ（タールピッチ）、およびウランブラックです。 それらは発生の形態のみが異なります。 年齢依存性があります。閃ウラン鉱は主に古代（先カンブリア時代の岩石）に存在し、ピッチブレンデ（火山性および熱水）は主に古生代およびより若い高温および中温層に存在します。 ウランブラック-主に若い-新生代および若い層-主に低温堆積岩。
地球の地殻中のウランの含有量は0.003％で、地球の表層に4種類の堆積物の形で発生します。 まず、これらは閃ウラン鉱、またはピッチウラン（二酸化ウランUO2）の鉱脈であり、ウランが非常に豊富ですが、まれです。 以来、それらはラジウムの堆積物を伴う ラジウムウランの同位体崩壊の直接生成物です。 このような鉱脈は、カナダのザイール（グレートベア湖）で見られます。 チェコ共和国と フランス。 ウランの2番目の供給源は、他の重要な鉱物の鉱石と一緒に、トリウムとウラン鉱石の礫岩です。 コングロマリットには通常、抽出するのに十分な量が含まれています 金と 銀、および付随する元素はウランとトリウムです。 これらの鉱石の大規模な鉱床は、カナダ、南アフリカ、ロシア、および オーストラリア. ウランの第3の供給源は、鉱物カルノー石（バナジン酸ウラニルカリウム）が豊富な堆積岩と砂岩であり、ウランに加えて、かなりの量のウランが含まれています。 バナジウムおよびその他の要素。 そのような鉱石は西部の州で見られます アメリカ合衆国。 鉄-ウラン頁岩とリン酸塩鉱石は、4番目の鉱床源を構成します。 頁岩で見つかった豊富な堆積物 スウェーデン。 モロッコと米国の一部のリン鉱石には、かなりの量のウランが含まれており、 アンゴラ中央アフリカ共和国はさらにウランが豊富です。 ほとんどの亜炭と一部の石炭には通常、ウラン不純物が含まれています。 ノースダコタ州とサウスダコタ州（米国）で見つかったウランに富む亜炭鉱床と瀝青炭 スペインと チェコ共和国
ウランの同位体
天然ウランは3つの混合物で構成されています 同位体：238 U-99.2739％（半減期 T 1/2 \ u003d4.468×109年）、235 U-0.7024％（ T 1/2 \ u003d7.038×108年）および234 U-0.0057％（ T 1/2 = 2.455×105年）。 最後の同位体は一次ではありませんが、放射性です;それは放射性シリーズ238Uの一部です。
天然ウランの放射性は、主に同位体238Uと234Uによるものです。平衡状態では、それらの比放射性は等しくなります。 天然ウラン中の同位体235Uの比放射能は、238Uの放射能の21分の1です。
質量数が227から240のウランの11の既知の人工放射性同位体があります。それらの中で最も寿命が長いのは233U（ T 1/2 \ u003d1.62×105年）は、トリウムに中性子を照射することによって得られ、熱中性子による自発核分裂が可能です。
ウラン同位体238Uと235Uは、2つの放射性系列の始祖です。 これらのシリーズの最後の要素は同位体です リード 206Pbおよび207Pb。
自然条件下では、同位体は主に分布しています 234 U: 235 U : 238 U= 0.0054：0.711：99.283。 天然ウランの放射性崩壊の半分は同位体によるものです 234 U。 アイソトープ 234 U崩壊によって形成された 238 U。 最後の2つについては、他の同位体のペアとは対照的に、ウランの高い移動能力に関係なく、比率の地理的不変性が特徴的です。 この比率の値は、ウランの年齢によって異なります。 多くの自然測定は、そのわずかな変動を示しました。 したがって、ロールでは、標準に対するこの比率の値は0.9959 -1.0042以内で変化し、塩では-0.996-1.005です。 ウラン含有鉱物（ナスタラン、黒色閃ウラン鉱、サーソライト、希土類鉱石）では、この比率の値は137.30から138.51の間で変化します。 さらに、フォームUIVとUVIの違いは確立されていません。 スフェーンで-138.4。 一部の隕石で検出された同位体欠乏 235 U。 陸域条件下でのその最低濃度は、1972年にアフリカのオクロの町（ガボンの鉱床）でフランスの研究者Buzhiguesによって発見されました。 したがって、通常のウランには0.7025％のウラン235 Uが含まれていますが、オクロでは0.557％に減少します。 これは、カリフォルニア大学ロサンゼルス校のGeorgeW.Wetherillとシカゴ大学のMarkG.Inghramおよび大学の化学者であるPaulK.Kurodaによって予測された、同位体燃焼につながる天然原子炉の仮説を支持しました。 1956年にプロセスを説明したArkansas。 また、オケロボンドやバンゴンベなどの同じ地区で天然原子炉が発見されており、現在約17基の天然原子炉が知られています。
レシート
ウラン生産の最初の段階は濃縮です。 岩は砕かれ、水と混合されます。 重い浮遊物質成分はより速く沈降します。 岩石に一次ウラン鉱物が含まれている場合、それらはすぐに沈殿します。これらは重い鉱物です。 二次ウラン鉱物はより軽いです、その場合、重い廃石はより早く落ち着きます。 （しかし、それは常に本当に空ではありません;それはウランを含む多くの有用な元素を含むことができます）。
次の段階は、濃縮物の浸出、ウランの溶液への移動です。 酸とアルカリの浸出を適用します。 1つ目は、硫酸を使用してウランを抽出するため、より安価です。 しかし、例えばウランのように、原料にある場合 タール、ウランが4価の状態にある場合、この方法は適用できません。硫酸中の4価のウランは実際には溶解しません。 この場合、アルカリ浸出に頼るか、ウランを六価状態に予備酸化する必要があります。
酸浸出を使用しないでください。ウラン濃縮物にドロマイトまたはマグネサイトが含まれている場合は、硫酸と反応します。 これらの場合、苛性ソーダ（水酸化物） ナトリウム).
鉱石からのウラン浸出の問題は、酸素パージによって解決されます。 酸素の流れは、150°Cに加熱された硫化鉱物とウラン鉱石の混合物に供給されます。 この場合、硫酸は硫黄鉱物から形成され、ウランを洗い流します。
次の段階では、得られた溶液からウランを選択的に分離する必要があります。 最新の方法（抽出とイオン交換）により、この問題を解決できます。
この溶液には、ウランだけでなく他の陽イオンも含まれています。 それらのいくつかは、特定の条件下でウランと同じように動作します。それらは、同じ有機溶媒で抽出され、同じイオン交換樹脂に堆積され、同じ条件下で沈殿します。 したがって、ウラニウムを選択的に分離するには、各段階で1つまたは別の望ましくないコンパニオンを取り除くために、多くのレドックス反応を使用する必要があります。 最新のイオン交換樹脂では、ウランは非常に選択的に放出されます。
メソッド イオン交換と抽出また、貧弱な溶液からウランを完全に抽出できるため、優れています（ウランの含有量は1リットルあたり10分の1グラムです）。
これらの操作の後、ウランは固体状態に移行します-酸化物の1つまたはUF4四フッ化ウランに移行します。 しかし、このウランは、大きな熱中性子捕獲断面積を持つ不純物から精製する必要があります- ボロン, カドミウム、ハフニウム。 最終製品の含有量は、10万分の1パーセントと100万分の1パーセントを超えてはなりません。 これらの不純物を除去するために、市販の純粋なウラン化合物を硝酸に溶解します。 この場合、硝酸ウラニルUO 2（NO 3）2が形成され、リン酸トリブチルやその他の物質で抽出すると、さらに精製されて目的の条件になります。 その後、この物質は結晶化（または沈殿した過酸化物UO 4・2H 2 O）し、注意深く発火し始めます。 この操作の結果、三酸化ウランUO 3が形成され、水素によってUO2に還元されます。
430〜600℃の温度の二酸化ウランUO 2を乾燥フッ化水素で処理して、四フッ化ウランUF4を得る。 金属ウランは、この化合物から次のように還元されます カルシウムまた マグネシウム.
物理的特性
ウランは非常に重く、銀白色の光沢のある金属です。 純粋な形では、鋼よりもわずかに柔らかく、展性があり、柔軟性があり、わずかな常磁性を持っています。 ウランには3つの同素体があります：アルファ（角柱状、667.7°Cまで安定）、ベータ（四角形、667.7°Cから774.8°Cまで安定）、ガンマ（774、8°Cから融点）。
いくつかのウラン同位体の放射性特性（天然同位体が分離されています）：
化学的特性
ウランは+IIIから+VIまでの酸化状態を示す可能性があります。 ウラン（III）化合物は不安定な赤色の溶液を形成し、強力な還元剤です。
4UCl 3 + 2H2O→3UCl4+ UO 2 + H 2
ウラン（IV）化合物は最も安定しており、緑色の水溶液を形成します。
ウラン（V）化合物は不安定で、水溶液中で不均化しやすいです。
2UO2Cl→UO2Cl 2 + UO 2
化学的には、ウランは非常に活性の高い金属です。 空気中で急速に酸化し、虹色の酸化膜で覆われています。 微細なウラン粉末は空気中で自然発火します。150〜175°Cの温度で発火し、U 3O8を形成します。 1000°Cでは、ウランは窒素と結合して黄色の窒化ウランを形成します。 水は、ウラン粉末の微粉砕と同様に、低温でゆっくり、高温で素早く金属を腐食する可能性があります。 ウランは塩酸、硝酸、その他の酸に溶解し、4価の塩を形成しますが、アルカリとは相互作用しません。 天王星が置き換わる 水素のような金属の無機酸および塩溶液から 水星, 銀, 銅, 錫, 白金と金。 強く振ると、ウランの金属粒子が光り始めます。 ウランには4つの酸化状態があります-III-VI。 六価化合物には、三酸化ウラン（酸化ウラン）UO3および塩化ウラニルUO2Cl2が含まれます。 四塩化ウランUCl4と二酸化ウランUO2は、4価のウランの例です。 4価のウランを含む物質は通常不安定であり、空気に長時間さらされると6価のウランに変わります。 塩化ウラニルなどのウラニル塩は、明るい光または有機物の存在下で分解します。
応用
核燃料
最高のアプリケーションを持っています アイソトープ自立した核連鎖反応が可能なウラン235U。 したがって、この同位体は、原子炉や核兵器の燃料として使用されます。 天然ウランからのU235同位体の分離は、複雑な技術的問題です（同位体分離を参照）。
同位体U238は、高エネルギー中性子による衝撃の影響下で核分裂することができます。この機能は、熱核兵器の出力を高めるために使用されます（熱核反応によって生成された中性子が使用されます）。
中性子捕獲とそれに続くβ崩壊の結果として、238Uは239Puに変換され、核燃料として使用されます。
原子炉でトリウムから人工的に生成されたウラン233（トリウム-232は中性子を捕獲し、トリウム233に変化し、プロタクチニウム233に崩壊し、次にウラン233に崩壊する）は、将来、原子力発電の一般的な核燃料になる可能性があります。プラント（現在、この核燃料を燃料として使用する原子炉があります。たとえば、インドのKAMINI）と原子爆弾の製造（臨界質量約16 kg）。
ウラン233は、気相核ロケットエンジンの最も有望な燃料でもあります。
地質学
ウランの使用の主な分野は、地質学的プロセスの順序を明らかにするために、鉱物と岩石の年代を決定することです。 これは、地質年代学と理論的地質年代学によって行われます。 混合と物質源の問題の解決も不可欠です。
問題の解決策は、方程式によって記述される放射性崩壊の方程式に基づいています。
どこ 238うお, 235 Uo—ウラン同位体の現代的な濃度; ; — 崩壊定数 それぞれ、ウランの原子 238 Uと 235 U.
それらの組み合わせは非常に重要です。
.岩石にはさまざまな濃度のウランが含まれているため、放射性崩壊も異なります。 このプロパティは、地球物理学的手法による岩石の選択に使用されます。 この方法は、石油地質学の検層で最も広く使用されており、この複合体には、特に、γ-ロギングまたは中性子ガンマロギング、ガンマ-ガンマロギングなどが含まれます。それらの助けを借りて、貯留層とアザラシが識別されます。
その他のアプリケーション
ウランを少し加えると、ガラス（ウランガラス）に美しい黄緑色の蛍光が出ます。
重ウラン酸ナトリウムNa2U 2 O 7は、絵画の黄色の顔料として使用されました。
ウラニウム化合物は、磁器の塗装やセラミック釉薬、エナメル（酸化度に応じて黄色、茶色、緑、黒の色）の塗料として使用されました。
一部のウラン化合物は感光性です。
20世紀の初めに 硝酸ウラニルネガを強調し、ポジ（写真プリント）を茶色に染めるために広く使用されていました。
炭化ニオブと炭化ジルコニウムを含む合金のウラン235炭化物は、原子力ジェットエンジンの燃料として使用されます（作動流体は水素+ヘキサンです）。
強力な磁歪材料として、鉄と劣化ウランの合金（ウラン238）が使用されています。
劣化ウラン
劣化ウラン
天然ウランから235Uと234Uを抽出した後、残りの物質（ウラン238）は、235番目の同位体で劣化するため、「劣化ウラン」と呼ばれます。 いくつかの報告によると、米国には約56万トンの枯渇した六フッ化ウラン（UF 6）が保管されています。
劣化ウランは、主に234 Uが除去されるため、天然ウランの半分の放射性を示します。劣化ウランの主な用途はエネルギー生産であるため、劣化ウランは使用頻度が低く、経済的価値の低い製品です。
基本的に、その使用はウランの高密度とその比較的低コストに関連しています。 劣化ウランは、（皮肉なことに）放射線遮蔽に使用され、航空機の操縦翼面などの航空宇宙用途のバラストとして使用されます。 各ボーイング747航空機には、この目的のために1,500kgの劣化ウランが含まれています。 この材料は、高速ジャイロスコープのローター、大型フライホイール、宇宙降下車両やレーシングヨットのバラストとして、油井の掘削中にも使用されます。
徹甲弾のコア
劣化ウラン弾から直径約20mmの30mm口径弾（A-10航空機のGAU-8砲）の先端（ライナー）。
劣化ウランの最も有名な用途は、徹甲弾のコアとしてです。 2％Moまたは0.75％Tiと合金化し、熱処理（水または油中で850°Cに加熱された金属の急速焼入れ、さらに450°Cで5時間保持）すると、金属ウランは鋼よりも硬く、強くなります（引張強度純粋なウランの場合は450MPaであるにもかかわらず、1600MPaを超えています。 高密度と組み合わせると、硬化したウランインゴットは、より高価なタングステンと同様の効果で、非常に効果的な装甲貫通ツールになります。 重いウランの先端はまた、発射体の質量分布を変化させ、その空力的安定性を向上させます。
スタビラタイプの同様の合金は、戦車や対戦車砲の矢形の羽毛のある砲弾に使用されています。
鎧を破壊するプロセスには、ウランインゴットを粉砕してほこりにし、鎧の反対側の空気中で点火することが伴います（自然発火性物質を参照）。 砂漠の嵐作戦の間、約300トンの劣化ウランが戦場に残った（主にA-10攻撃機の30 mm GAU-8大砲からの砲弾の残骸であり、各砲弾には272 gのウラン合金が含まれている）。
そのような砲弾は、ユーゴスラビアでの戦闘でNATO軍によって使用されました。 それらの適用後、国の領土の放射能汚染の生態学的問題が議論されました。
第三帝国では、初めてウランが貝殻のコアとして使用されました。
劣化ウランは、M-1エイブラムス戦車などの最新の戦車装甲に使用されています。
生理学的作用
微量（10 -5 -10 -8％）では、植物、動物、人間の組織に見られます。 それは、いくつかの真菌や藻類によって最大の程度まで蓄積します。 ウラン化合物は胃腸管（約1％）、肺の-50％に吸収されます。 体内の主な貯蔵庫：脾臓、腎臓、骨格、肝臓、肺、気管支肺リンパ節。 人間や動物の臓器や組織の含有量は10-7gを超えません。
ウランとその化合物 毒。 ウランとその化合物のエアロゾルは特に危険です。 水溶性ウラン化合物のエアロゾルの場合、空気中のMPCは0.015mg /m³、不溶性形態のウランの場合、MPCは0.075mg/m³です。 それが体内に入ると、ウランはすべての臓器に作用し、一般的な細胞毒になります。 ウランの作用の分子メカニズムは、酵素の活性を阻害するその能力に関連しています。 まず第一に、腎臓が影響を受けます（タンパク質と糖が尿に現れる、乏尿）。 慢性的な中毒では、造血および神経系の障害が発生する可能性があります。
2005〜2006年のUコンテンツによるトン単位の国別生産
2006年の企業による生産：
カメコ-8.1千トン
リオティント-7千トン
AREVA-5千トン
カザトムプロム-3.8千トン
JSC TVEL —3.5千トン
BHPビリトン-3千トン
ナボイMMC-2.1千トン（ ウズベキスタン, ナボイ)
ウラニウムワン-1000トン
ヒースゲート-0.8千トン
デニソン鉱山-0.5千トン
ロシアでの生産
ソ連では、主なウラン鉱石地域はウクライナ（Zheltorechenskoye、Pervomayskoyeなどの鉱床）、カザフスタン（北部-Balkashinskoe鉱石畑など;南部-Kyzylsay鉱石畑など; Vostochny;それらはすべて主に属している）でした。火山性熱水型へ）; Transbaikalia（Antey、Streltsovskoyeなど）; 中央アジア、主にウズベキスタンで、ウチュクドゥク市を中心に黒色頁岩に鉱化作用があります。 多くの小さな鉱石の発生と兆候があります。 ロシアでは、ザバイカルが主要なウラン鉱石地域であり続けました。 ロシアのウランの約93％は、チタ地域（クラスノカメンスク市の近く）の鉱床で採掘されています。 採掘は、JSC Atomredmetzoloto（Uranium Holding）の一部であるPriargunsky Industrial Mining and Chemical Association（PIMCU）によって、採掘法を使用して行われます。
残りの7％は、CJSC Dalur（クルガン地域）およびOJSC Khiagda（ブリヤート共和国）からの現場浸出によって得られます。
得られた鉱石とウラン精鉱は、チェペツク機械工場で処理されます。
カザフスタンでの鉱業
世界のウラン埋蔵量の約5分の1がカザフスタンに集中しています（21％、世界第2位）。 ウランの総資源量は約150万トンであり、そのうち約110万トンは現場浸出により採掘することができます。
2009年、カザフスタンはウラン採掘の面で世界のトップになりました。
ウクライナでの生産
主な企業は、ジョーフチヴォディ市の東部鉱業および加工工場です。
価格
キログラムまたはグラム量のウランで数万ドルという伝説があるにもかかわらず、市場での実際の価格はそれほど高くありません。濃縮されていない酸化ウランU 3O8の価格は1キログラムあたり100米ドル未満です。 これは、濃縮されていないウランで原子炉を発射するには、数十トン、さらには数百トンの燃料が必要であり、核兵器の製造では、大量のウランを濃縮して、生成に適した濃度を得る必要があるためです。爆弾。
URANUS（彼の直前に発見された惑星Uranusにちなんで名付けられた名前;lat。uranium*a。uranium;n。Uran;f。uranium;and。uranio）、Uは、周期表のグループIIIの放射性化学元素です。メンデレーエフの原子番号92、原子質量238.0289は、アクチニドを指します。 天然ウランは、238 U（99.282％、T 1/2 4.468.10 9年）、235 U（0.712％、T 1/2 0.704.10 9年）、234 U（0.006％、 T 1/2 0.244.10 6年）。 質量数が227から240のウランの11の人工放射性同位体も知られています。
ウランは1789年にドイツの化学者M.G.クラプロスによってUO2の形で発見されました。 金属ウランは1841年にフランスの化学者E.ペリゴットによって入手されました。 長い間、ウランの使用は非常に限られており、1896年に放射性崩壊が発見されて初めて、その研究と使用が始まりました。
ウランの性質
自由状態では、ウランは薄い灰色の金属です。 667.7°C未満では、667.7-774°Cの温度範囲で菱形（a = 0.28538 nm、b = 0.58662 nm、c = 0.49557 nm）の結晶格子（a-modification）が特徴です-正方晶（a = 1.0759 nm、c = 0.5656 nm; R-修飾）、高温で-体心立方格子（a = 0.3538 nm、g-修飾）。 密度18700kg/ m 3、溶融t 1135°C、沸騰t約3818°C、モル熱容量27.66 J /（mol.K）、電気抵抗率29.0.10 -4（Ohm.m）、熱伝導率22、5 W /（m.K）、線形膨張の温度係数10.7.10 -6K-1。 ウランの超伝導状態への転移温度は0.68Kです。 弱い常磁性体、比磁化率1.72.10-6。 原子核235Uと233Uの核分裂は自発的に、また低速と高速の中性子の捕獲中に、238 Uの核分裂は高速（1 MeV以上）の中性子の捕獲中にのみ発生します。 遅い中性子が捕獲されると、238Uは239Puに変わります。 水溶液中のウランの臨界質量（93.5％235U）は1 kg未満であり、オープンボールの場合は約50kgです。 233 Uの場合、臨界質量は235Uの臨界質量の約1/3です。
自然界の教育とコンテンツ
ウランの主な消費者は原子力工学（原子炉、原子力発電所）です。 さらに、ウランは核兵器の製造に使用されます。 ウランを使用する他のすべての分野は、非常に重要度が低くなっています。
（ポーリングによる）
U←U3+-1.66V
U←U2+-0.1V
話
古代（紀元前1世紀）でも、天然ウランは黄色い釉薬を作るために使用されていました。
ウランは、1789年にドイツの化学者マルティンハインリッヒクラプロス（クラプロス）が鉱物（「ウランタール」）を研究しているときに発見されました。 それは1781年に発見されたものにちなんで名付けられました。金属状態では、ウランは1841年にフランスの化学者EugenePeligotによって金属カリウムによるUCl4の還元中に得られました。 ウランは1896年にフランス人によって発見されました。 当初、116はウランに起因するとされていましたが、1871年に彼はそれを2倍にすべきであるという結論に達しました。 原子番号が90から103の元素が発見された後、アメリカの化学者G. Seaborgは、これらの元素（）を元素番号89と同じセルの周期表に配置する方が正しいという結論に達しました。 この配置は、5f電子サブレベルがアクチニドで完成しているという事実によるものです。
自然の中にいる
ウランは、花崗岩層と地殻の堆積殻の特徴的な元素です。 地殻の含有量2.510-4重量％。 海水中のウラン濃度は10-9g/ l未満であり、合計で109から1010トンのウランが含まれています。 ウランは地球の地殻に自由な形で発見されていません。 約100のウラン鉱物が知られていますが、その中で最も重要なものは、U 3 O 8、閃ウラン鉱（U、Th）O 2、ウラン樹脂鉱石（さまざまな組成の酸化ウランを含む）、およびチュヤムナイトCa [（UO 2）2（VO 4 ）2]8H2ああ
同位体
天然ウランは3つの同位体の混合物で構成されています：238 U-99.2739％、半減期T 1/2 = 4.51-10 9年、235 U-0.7024％（T 1/2 = 7.13-10 8年）および234 U -0.0057％（T 1/2 \ u003d2.48×105年）。
質量数が227から240の11の既知の人工放射性同位体があります。
最も長寿命の-233U（T 1/2 \ u003d 1.62 10 5年）は、トリウムに中性子を照射することによって得られます。
ウラン同位体238Uと235Uは、2つの放射性系列の始祖です。
レシート
ウラン生産の最初の段階は濃縮です。 岩は砕かれ、水と混合されます。 重い浮遊物質成分はより速く沈殿します。 岩石に一次ウラン鉱物が含まれている場合、それらはすぐに沈殿します。これらは重い鉱物です。 元素＃92の二次鉱物はより軽く、この場合、重い廃石はより早く沈殿します。 （しかし、それは常に本当に空ではありません;それはウランを含む多くの有用な元素を含むことができます）。
次の段階は、濃縮物の浸出、元素番号92の溶液への移動です。 酸とアルカリの浸出を適用します。 最初のものは、ウランが抽出に使用されるため、より安価です。 しかし、例えばウランのように、原料にある場合 タール、ウランが4価の状態にある場合、この方法は適用できません。硫酸中の4価のウランは実質的に不溶性です。 そして、アルカリ浸出に頼るか、ウランを六価状態に予備酸化する必要があります。
酸浸出を使用しないでください。また、ウラン濃縮物にまたはが含まれている場合は使用しないでください。 それらを溶解するためにあまりにも多くの酸を費やす必要があり、これらの場合には（）を使用する方が良いです。
からのウラン浸出の問題は、酸素パージによって解決されます。 150°Cに加熱されたウラン鉱石と鉱物の混合物にストリームが供給されます。 同時に、それはウランを洗い流す硫黄鉱物から形成されます。
次の段階では、得られた溶液からウランを選択的に分離する必要があります。 最新の方法-および-は、この問題を解決することを可能にします。
この溶液には、ウランだけでなく他のものも含まれています。 それらのいくつかは、特定の条件下でウランと同じように動作します。それらは同じ溶媒で抽出され、同じイオン交換樹脂に堆積され、同じ条件下で沈殿します。 したがって、ウラニウムを選択的に分離するには、各段階で1つまたは別の望ましくないコンパニオンを取り除くために、多くのレドックス反応を使用する必要があります。 最新のイオン交換樹脂では、ウランは非常に選択的に放出されます。
メソッド イオン交換と抽出それらはまた、貧弱な溶液からウランを完全に抽出することを可能にするので良いです。そのリットルには、元素番号92の10分の1グラムしかありません。
これらの操作の後、ウランは固体状態に移行します-酸化物の1つまたは四フッ化ウランUF4に移行します。 しかし、このウランは、大きな熱中性子捕獲断面積を持つ不純物から精製する必要があります-、。 最終製品の含有量は、10万分の1パーセントと100万分の1パーセントを超えてはなりません。 したがって、すでに得られた技術的に純粋な製品を再び溶解する必要があります-今回は。 リン酸トリブチルおよび他のいくつかの物質で抽出する際の硝酸ウラニルUO2（NO 3）2は、さらに精製して目的の条件にします。 その後、この物質は結晶化（または沈殿した過酸化物UO 4・2H 2 O）し、注意深く発火し始めます。 この操作の結果、三酸化ウランUO 3が形成され、これがUO2に還元されます。
この物質は、鉱石から金属に向かう途中の最後から2番目の物質です。 430〜600°Cの温度で、乾燥フッ化水素と反応し、UF4四フッ化物に変わります。 通常、金属ウランが得られるのはこの化合物からです。 ヘルプまたは通常で受け取ります。
物理的特性
ウランは非常に重く、銀白色の光沢のある金属です。 純粋な形では、鋼よりもわずかに柔らかく、展性があり、柔軟性があり、わずかな常磁性を持っています。 ウランには3つの同素体があります：アルファ（角柱状、667.7°Cまで安定）、ベータ（四角形、667.7から774.8°Cまで安定）、ガンマ（体心立方構造、774.8°Cから融点まで存在） ）。
化学的特性
金属ウランの化学活性は高いです。 空気中では、虹色のフィルムで覆われます。 粉末ウランで、150〜175°Cの温度で自然発火します。 ウランの燃焼と空気中のその化合物の多くの熱分解の間に、酸化ウランU 3O8が形成されます。 この酸化物が大気中で500°Cを超える温度で加熱されると、UO2が形成されます。 酸化物ウランが他の金属の酸化物と融合すると、ウラン酸塩が形成されます：K 2 UO 4（ウラン酸カリウム）、CaUO 4（ウラン酸カルシウム）、Na 2 U 2 O 7（重ウラン酸ナトリウム）。
応用
核燃料
ウラン235Uは、自立が可能な最大の用途を持っています。 したがって、この同位体は、（臨界質量約48 kg）だけでなく、燃料としても使用されます。 天然ウランからの同位体U235の分離は、複雑な技術的問題です（を参照）。 同位体U238は、高エネルギー中性子による衝撃の影響下で核分裂することができます。この機能は、出力を上げるために使用されます（熱核反応によって生成された中性子が使用されます）。 中性子捕獲とそれに続くβ崩壊の結果として、238 Uは239に変わり、核燃料として使用されます。
原子炉で人工的に得られたウラン233（中性子を照射し、ウラン233に変換）は、原子力発電所や原子爆弾（臨界質量約16kg）の核燃料です。 ウラン233は、気相核ロケットエンジンの最も有望な燃料でもあります。
その他のアプリケーション
- ウランを少し加えると、ガラスに美しい緑がかった黄色の色合いが加わります。
- 炭化ニオブと炭化ジルコニウムを含む合金のウラン235炭化物は、原子力ジェットエンジンの燃料として使用されます（作動流体は水素+ヘキサンです）。
- 強力な磁歪材料として、鉄と劣化ウランの合金（ウラン238）が使用されています。
- 20世紀の初めに 硝酸ウラニル着色された写真プリントを製造するための振動剤として広く使用されています。
劣化ウラン
天然ウランからU-235を抽出した後、残りの物質は235番目の同位体で劣化しているため「劣化ウラン」と呼ばれます。 いくつかの報告によると、米国には約56万トンの枯渇した六フッ化ウラン（UF 6）が保管されています。 劣化ウランは、主にU-234が除去されているため、天然ウランの半分の放射性です。 ウランの主な用途はエネルギー生産であるため、劣化ウランは経済的価値がほとんどない役に立たない製品です。
その主な用途は、高密度のウランと比較的低コストに関連しています。放射線防護（見た目は奇妙なことですが）や、航空機の操縦翼面などの航空宇宙用途でのバラストとしての用途です。 この目的のために、各航空機には1,500kgの劣化ウランが含まれています。 この材料は、高速ジャイロスコープのローター、大型フライホイール、宇宙降下車両やレーシングヨットのバラストとして、油井の掘削中にも使用されます。
徹甲弾のコア
ウランの最もよく知られている使用法は、アメリカ人のコアとしてです。 2％または0.75％で溶融し、熱処理（水または油中で850°Cに加熱された金属を急速に急冷し、さらに450°Cで5時間保持）すると、金属ウランはより硬く、より強くなります（引張強度は1600以上です）。 MPa、純粋なウランの場合は450 MPaです）。 高密度と組み合わせると、硬化したウランインゴットは非常に効果的な装甲貫通ツールになり、より高価なものと同様の効果が得られます。 装甲を破壊するプロセスには、ウランブランクを粉砕してほこりにし、装甲の反対側の空気中で点火することが伴います。 砂漠の嵐作戦の間、約300トンの劣化ウランが戦場に残った（主にA-10攻撃機の30 mm GAU-8大砲からの砲弾の残骸であり、各砲弾には272 gのウラン合金が含まれている）。
そのような砲弾は、ユーゴスラビアでの戦闘でNATO軍によって使用されました。 それらの適用後、国の領土の放射能汚染の生態学的問題が議論されました。
劣化ウランは、戦車などの現代の戦車装甲に使用されています。
生理学的作用
微量（10 -5 -10 -8％）では、植物、動物、人間の組織に見られます。 それは、いくつかの真菌や藻類によって最大の程度まで蓄積します。 ウラン化合物は胃腸管（約1％）、肺の-50％に吸収されます。 体内の主な貯蔵所：脾臓、および気管支肺。 人間や動物の臓器や組織の含有量は10〜7gを超えません。
ウランとその化合物 毒。 ウランとその化合物のエアロゾルは特に危険です。 水溶性ウラン化合物のエアロゾルの場合、空気中のMPCは0.015 mg / m 3であり、不溶性形態のウランの場合は0.075 mg /m3です。 それが体内に入ると、ウランはすべての臓器に作用し、一般的な細胞毒になります。 ウランの作用の分子メカニズムは、活性を抑制するその能力に関連しています。 まず第一に、それらは影響を受けます（タンパク質と糖は尿に現れます）。 慢性の場合、造血および神経系の障害が発生する可能性があります。
世界のウラン採掘
2005年に発表された「ウランのレッドブック」によると、41,250トンのウランが採掘された（2003年には35,492トン）。 OECDによると、世界には440の商業用途があり、年間67,000トンのウランを消費しています。 これは、その生産がその消費の60％しか提供しないことを意味します（残りは古い核弾頭から回収されます）。
2005-2006年のUコンテンツによるトン単位の国別生産
ロシアでの生産
残りの7％は、CJSC Dalur（）とOJSC Khiagda（）の地下浸出によって得られます。
得られた鉱石とウラン精鉱は、チェペツク機械工場で処理されます。
も参照してください
リンク
核技術は主に放射化学法の使用に基づいており、放射化学法は放射性元素の核物理的、物理的、化学的および毒性特性に基づいています。
この章では、主要な核分裂性同位体であるウランとプルトニウムの特性について簡単に説明します。
天王星
天王星（ ウラン）U-アクチニド基の元素、周期表の7番目から0番目の周期、Z = 92、原子量238.029; 自然界で見つかったものの中で最も重いもの。
ウランには25の既知の同位体があり、それらはすべて放射性です。 最も簡単 217U（Tj / 2 = 26 ms）、最も重い2 4 2 U（7 T J / 2 = i6.8分）。 6つの核異性体があります。 天然ウランには3つの放射性同位体があります：2秒8および（99.2 739％、Ti / 2 = 4.47109 l）、2 35U（0.7205％、G、/ 2 = 7.04-109年）および2 34U（0.0056％、 Ti / 2 = 2.48-swl）。 天然ウランの比放射能は2.48104Bqで、234Uと288Uの間でほぼ半分に分割されます。 235Uの寄与はわずかです（天然ウラン中の同位体233の比放射能は238Uの放射能の21分の1です）。 熱中性子捕獲断面積は、2 zz、2 35U、および2 3 8 Uでそれぞれ46、98、および2.7バーンです。 核分裂断面積527および584バーン、それぞれ2zzおよび2s8および; 同位体の自然混合物（0.7％235U）4.2納屋。
タブ。 1.核物理特性2h9 Riと235C。
タブ。 2.中性子捕獲 235Cおよび 2時間8℃。
ウランの6つの同位体は自発核分裂が可能です：282 U、2 szy、234U、235U、2 s6uおよび2s8u。 自然同位体233と235Uは、熱中性子と高速中性子の両方の作用下で核分裂しますが、原子核238は、1.1MeVを超えるエネルギーの中性子が捕獲された場合にのみ核分裂することができます。 より低いエネルギーの中性子が捕獲されると、288Uの原子核は最初に2-i9Uの原子核に変換され、次にp崩壊を経て、最初に2-"* 9Npになり、次に239Puになります。 2 34U、2核35U、2 3 8の熱中性子は、それぞれ98、683、2.7バーンに相当します。235Uが完全に分裂すると、「熱エネルギー当量」は2〜107 kWh/kgになります。同位体235Uと2zzyは核燃料として使用され、核分裂連鎖反応をサポートすることができます。
原子炉は、質量数が227〜240のウランの人工同位体をn個生成します。そのうち、最長寿命は233Uです（7 V 2 \ u003d i.62 * io 5年）; それはトリウムの中性子照射によって得られます。 質量数239^257のウラン同位体は、熱核爆発の超強力な中性子束で生まれます。
ウラン232-技術的核種、a-エミッター、 T x / 2 = 68.9歳、親同位体2 3 6 Pu（a）、23 2 Np（p *）および23 2 Pa（p）、娘核種228Th。 自発核分裂の強度は0.47分割/skgです。
ウラン232は、次の崩壊の結果として形成されます。
P+-核種の崩壊*3a Np（Ti / 2 \ u003d 14.7 min）：
原子力産業では、2 3 2 Uは、トリウム燃料サイクルでの核分裂性（兵器級）核種233の合成の副産物として生成されます。 2 3 2 Th中性子を照射すると、主な反応が起こります。
およびサイド2段階反応：
トリウムからの232Uの生成は、高速中性子でのみ発生します。 （E„> 6 MeV）。 最初の物質に2s°Thがある場合、2 3 2 Uの形成は次の反応によって補足されます：2s°Th + u->23'Th。 この反応は熱中性子で起こります。 ジェネレーション232 Uは、いくつかの理由で望ましくありません。 最小濃度23°Thのトリウムを使用することで抑制されます。
2から2への崩壊は、次の方向で発生します。
228 Thでの崩壊（確率100％、崩壊エネルギー5.414 MeV）：
放出されたα粒子のエネルギーは5.263MeV（31.6％の場合）および5.320 MeV（68.2％の場合）です。
- -自発核分裂（確率は約12％未満）;
- -核種28Mgの形成を伴うクラスター崩壊（崩壊の確率は5 * 10 "12％未満）：
核種2の形成を伴うクラスター崩壊
ウラン232は、核種を含む長い崩壊系列の祖先であり、硬いy量子のエミッターです。
^ U-（3.64日、a、y）-> 220 Rn->（55.6 s、a）-> 21b Po->（0.155 s、a）-> 212 Pb->（10.64 h、p、y）- > 212 Bi->（60.6 m、p、y）-> 212 Po a、y）-> 208x1、212 Po->（3 "10 '7 s、a）-> 2o8 Pb（スタブ）、2o8 T1- >（3.06 m、p、y->2o8Pb。
トリウムエネルギーサイクルでの2zzyの生成では、2 32Uの蓄積は避けられません。 2 3 2 Uの崩壊から生じる強いy放射は、トリウムエネルギーの発達を妨げます。 均一な同位体232 11が、中性子の作用下で高い核分裂断面積（熱中性子の場合は75バーン）と、高い中性子捕獲断面積（73バーン）を持っていることは珍しいことです。 2 3 2 Uは、化学研究における放射性トレーサーの方法に使用されます。
2 z 2であり、硬いy量子を放出する核種を含む長い崩壊系列（スキーム2 z 2 Thによる）の祖先です。 トリウムエネルギーサイクルでの2zzyの生成では、2 32Uの蓄積は避けられません。 232 Uの崩壊から生じる強いγ線は、トリウムエネルギーの発達を妨げます。 異常なのは、均一な同位体2 3 2 Uが、中性子の作用下で高い核分裂断面積（熱中性子の場合は75バーン）と、高い中性子捕獲断面積（73バーン）を持っていることです。 2 3 2 Uは、化学的および物理的研究における放射性トレーサーの方法でよく使用されます。
ウラン233-技術的放射性核種、a-エミッター（エネルギー4.824（82.7％）および4.783 MeV（14.9％）、）、 Tvi = 1.585105年、親核種2 37Pu（a）-？ 2 33Np（p +）-> 2 33Pa（p）、娘核種229番目。 2 zziは、原子炉でトリウムから得られます。2s 2 Thは中性子を捕獲し、2 zz Thになり、2 zz Paに崩壊し、次に2zzに崩壊します。 Nuclei 2 zzy（奇数同位体）は、任意のエネルギーの中性子の影響下で自発核分裂と核分裂の両方が可能であるため、核兵器と原子炉燃料の両方の製造に適しています。 有効核分裂断面積は533バーン、捕獲断面積は52バーン、核分裂イベントあたりの中性子収量は2.54、吸収された中性子あたり2.31です。 2 zzの臨界質量は、2 35U（-16 kg）の臨界質量の3分の1です。 自発核分裂の強度は720ケース/skgです。
ウラン233は、次の崩壊の結果として形成されます。
-（3 +-核種233Npの崩壊（7 ^ = 36.2分）：
工業規模では、中性子照射によって232Thから2zziが得られます。
中性子が吸収されると、234核は通常核分裂しますが、時には中性子を捕獲して234Uになります。 2 zzyで、通常は核分裂である中性子を吸収しましたが、それでも中性子を節約して234Uに変わることがあります。 2 zzの運転時間は、高速炉と熱中性子炉の両方で実行されます。
兵器の観点からは、2zziは239Puに相当します。その放射性は239Puの放射性の1/7です。 （Ti / 2 \ u003d 159200l対Puの24100l）、2 sziの臨界質量はIgPuの臨界質量（16kg対10kg）より60％高く、自発核分裂の速度は20倍高い（b-u- '対31010）。 239Puからの中性子束は239Puからの中性子束の3倍です。 2 szに基づく核電荷の作成には、^Puよりも多くの労力が必要です。 主な障害は、232Uに232U不純物が存在することです。これは、崩壊プロジェクトのy放射により、2zziでの作業が困難になり、既製の武器の検出が容易になります。 さらに、2 3 2 Uの短い半減期により、α粒子のアクティブな供給源になります。 2 zzi、1％232で、兵器級プルトニウムの3倍の活性があり、したがって放射毒性が高い。 この活動は、兵器の軽元素に中性子を発生させます。 この問題を最小限に抑えるには、Be、B、F、Liなどの元素の存在を最小限に抑える必要があります。 中性子バックグラウンドの存在は爆縮システムの動作に影響を与えませんが、銃のスキームには軽元素の高レベルの純度が必要です。zgiは有害ではなく、武器目的でウランを使用する可能性を減らすため、望ましいことさえありません。使用済み核燃料を処理して再利用した後、232Uの含有量は0.1 + 0.2％に達します。
2 zzyの崩壊は、次の方向で発生します。
22 9番目の崩壊（確率100％、崩壊エネルギー4.909 MeV）：
放出されたn粒子のエネルギーは4.729MeV（1.61％の場合）、4.784 MeV（13.2％の場合）、4.824 MeV（84.4％の場合）です。
- -自発核分裂（確率
- -核種28Mgの形成を伴うクラスター崩壊（崩壊の確率は1.3 * 10 -13％未満）：
核種24Neの形成を伴うクラスター崩壊（崩壊確率7.3-10- "％）：
2 zzの崩壊系列は、ネプツニウム系列に属しています。
比放射能は2zzi3.57-8 Bq / gであり、これはプルトニウムの-15％の放射性（および放射性毒性）に相当します。 わずか1％2 32Uで放射性崩壊が212mCi/gに増加します。
ウラン-234（天王星 II、UII）天然ウラン（0.0055％）の一部であり、2.445105年、a-エミッター（a-粒子のエネルギー4.777（72％）および
4.723（28％）MeV）、親放射性核種：2 s 8 Pu（a）、234 Pa（P）、234 Np（p +）、
2秒で娘の同位体。
通常、234Uは23 8 uと平衡状態にあり、同じ速度で減衰および形成します。 天然ウランの放射性崩壊の約半分は234Uの寄与です。 通常、234Uは、純粋な238Puの古い調製物のイオン交換クロマトグラフィーによって得られます。 崩壊では、* 34Uは234Uに適しているため、238Puの古い準備は234Uの優れた供給源です。 100 g 2s8Puには、1年後、3年後に776mg234Uが含まれています
2.2 g234U。 軽同位体が優先的に濃縮されるため、高濃縮ウラン中の234Uの濃度は非常に高くなります。 234uは強力なyエミッターであるため、燃料への加工を目的としたウランへの濃度には制限があります。 234iの上昇したレベルは原子炉には許容できますが、再処理されたSNFにはすでに許容できないレベルのこの同位体が含まれています。
234uの崩壊は、次の線に沿って発生します。
23°Tでの崩壊（確率100％、崩壊エネルギー4.857 MeV）：
放出されたα粒子のエネルギーは4.722MeV（28.4％の場合）と4.775 MeV（71.4％の場合）です。
- -自発核分裂（確率1.73-10-9％）。
- -核種28Mgの形成を伴うクラスター崩壊（崩壊の確率は1.4-10 "n％、他の情報源によると3.9-10-"％）：
- -核種24Neおよび26Neの形成を伴うクラスター崩壊（崩壊の確率は9-10 "、2％、他のデータによると2.3-10-11％）：
唯一の異性体234tiが知られています（Tx / 2 =33.5μs）。
2つの34U熱中性子の吸収断面積は10バーンであり、さまざまな中間中性子にわたって平均された共鳴積分の場合、700バーンです。 したがって、熱中性子炉では、はるかに多くの238U（断面積2.7バーン）が2 s9Puに変換されるよりも速い速度で、核分裂性235Uに変換されます。 その結果、SNFに含まれる234Uは新鮮な燃料よりも少なくなります。
ウラン235 4P + 3ファミリーに属し、核分裂連鎖反応を起こすことができます。 これは、中性子の作用下での原子核の強制核分裂の反応が発見された最初の同位体です。 中性子を吸収すると、235Uは2 zbiになり、2つの部分に分割されてエネルギーを放出し、いくつかの中性子を放出します。 自発核分裂が可能な任意のエネルギーの中性子によって核分裂する235U同位体は、天然のウタン（0.72％）、a-エミッター（エネルギー4.397（57％）および4.367（18％）MeV）の一部です。 Ti / j = 7.038-th 8年、親核種2 35Pa、235Npおよび239Pu、娘-23"Th。 自発核分裂の強度23su0.16分割/skg。 1つの235U原子核の核分裂は、200MeVのエネルギー=3.2 Yu pJを放出します。 18 TJ / mol = 77 TJ/kg。 熱中性子による核分裂の断面積は545バーンであり、高速中性子による核分裂の断面積は1.22バーン、核分裂収量は核分裂イベントごとに2.5、吸収された中性子ごとに2.08です。
コメント。 同位体2si（10バーン）を形成するための低速中性子の捕獲断面積。これにより、低速中性子の全吸収断面積は645バーンになります。
- -自発核分裂（確率7 * 10〜9％）;
- -核種2°Ne、2 5Ne、28 Mgの形成を伴うクラスター崩壊（確率はそれぞれ8-io-10％、8-kg 10％、8 * 10 ".0％）：
米。 1。
知られている唯一の異性体は235n»u（7/2 = 26分）です。
比放射能235C7.77-u 4 Bq/g。 リフレクター付きのボールの兵器級ウラン（93.5％2 35U）の臨界質量は15-7-23kgです。
核分裂2»5Uは、核兵器、エネルギー生産、および重要なアクチニドの合成に使用されます。 連鎖反応は、235℃の核分裂中に生成された過剰な中性子のために維持されます。
ウラン-236自然界で微量（月ではそれ以上）、a-エミッター（？
米。 2.放射性家族4/7+2（-3 8およびを含む）。
原子炉では、233が熱中性子を吸収し、その後82％の確率で核分裂し、18％の確率でy量子を放出し、236とになります。 少量では、それは新鮮な燃料の一部です。 ウランが原子炉内で中性子を照射されると蓄積するため、SNFの「信号装置」として使用されます。 2 h bであり、使用済み核燃料の再生中のガス拡散による同位体分離中に副生成物として形成されます。 原子炉で生成された236Uは中性子毒であり、核燃料中のその存在は、高レベルの235U濃縮によって補償されます。
2bであり、海洋水の混合トレーサーとして使用されます。
ウラン-237、T＆= 6.75日、ベータおよびガンマエミッターは、核反応によって取得できます。
検出287とラインに沿って実行されます eu = o.v MeV（36％）、0.114 MeV（0.06％）、0.165 MeV（2.0％）、0.208 MeV（23％）
237Uは、化学研究における放射性トレーサーの方法で使用されます。 核兵器テストからのフォールアウトの濃度（2 4°Am）の測定は、電荷のタイプと使用される機器に関する貴重な情報を提供します。
ウラン238-4P + 2ファミリーに属し、高エネルギー中性子（1.1 MeV以上）で核分裂し、自発核分裂が可能で、天然ウラン（99.27％）、a-エミッター、7'の基礎を形成します。 / 2 = 4> 468-109年、直接2 34Thに分解し、多くの遺伝的に関連する放射性核種を形成し、18個の生成物が206Pbになります。 純粋な238Uの比放射能は1.22-104Bqです。 半減期は非常に長く（約10〜16年）、主なプロセス（a粒子の放出）に関連する核分裂の確率はわずか10〜7です。1キログラムのウランは、1個あたりわずか10個の自発核分裂を引き起こします。第二に、同時に、a粒子は2000万個の核分裂を放出します親核分裂：2 4 2 Pu（a）、* spa（p-）234Th、娘 T、/ 2 = 2 ：私 4 th。
ウラン238は、次の崩壊の結果として形成されます。
2（V0 4）2]8Н20。二次鉱物のうち、水和リン酸ウラニルカルシウムCa（U0 2）2（P0 4）2 -8H 2 0が一般的です。鉱物中のウランには、他の有用な元素であるチタンが付随していることがよくあります。 、タンタル、希土類。 したがって、ウラン含有鉱石の複雑な処理に努めるのは当然のことです。
ウランの基本的な物理的性質：原子量238.0289 a.m.u. （g / mol）; 原子半径138pm（1 pm = 12 m）; イオン化エネルギー（最初の電子7.11eV;電子配置-5f36d‘7s 2;酸化状態6、5、4、3; G P l \ u003d 113 2、2°; T t、1=3818°; 密度19.05; 比熱容量0.115JDKmol）; 引張強度450MPa、融着熱12.6 kJ / mol、気化熱417 kJ / mol、比熱容量0.115 J /（mol-K）; モル体積12.5cm3/mol; 特徴的なデバイ温度©D=200K、超伝導状態への転移温度は0.68Kです。
ウランは重く、銀白色の光沢のある金属です。 鋼よりもわずかに柔らかく、展性があり、柔軟性があり、わずかな常磁性を持ち、粉末状態では自然発火性です。 ウランには3つの同素体があります：アルファ（菱形、a-U、格子定数0 = 285、 b = 587、c = 49b pm、667.7°まで安定）、ベータ（正方晶、p-U、667.7から774.8°まで安定）、ガンマ（立方体中心格子、y-U、774.8°から融点まで存在、frm = ii34 0）、ウランが最も展性があり、処理に便利です。
室温では、菱形のa相は安定しており、角柱構造は平面に平行な波状の原子層で構成されています。 abc、非常に非対称なプリズム格子で。 層内では、原子は密接に結合していますが、隣接する層の原子間の結合の強さははるかに弱いです（図4）。 この異方性構造により、ウランを他の金属と融合させることが困難になります。 モリブデンとニオブだけがウランとの固体合金を作ります。 しかし、金属ウランは多くの合金と相互作用して金属間化合物を形成する可能性があります。
668 ^ 775°の間隔に（3-ウラン。正方晶型の格子は、平面に平行な層を持つ層状構造を持っています。 ab位置1/4С、1/2 とおよび3/4Cユニットセル。 775°を超える温度では、y-ウランは体心立方格子で形成されます。 モリブデンの添加は、室温でy相を持つことを可能にします。 モリブデンは、y-ウランと幅広い固溶体を形成し、室温でy相を安定化します。 y-ウランは、脆いa-および（3相）よりもはるかに柔らかく、展性があります。
中性子照射は、ウランの物理的および機械的特性に大きな影響を及ぼし、サンプルのサイズの増加、形状の変化、およびウランブロックの機械的特性（クリープ、脆化）の急激な劣化を引き起こします。原子炉の運転。 体積の増加は、密度の低い元素の不純物の核分裂中にウランが蓄積することによるものです（並進 1% フラグメンテーション要素へのウランは、体積を3.4％増加させます）。
米。 四。 ウランのいくつかの結晶構造：a-a-ウラン、b-p-ウラン。
金属状態のウランを得る最も一般的な方法は、アルカリまたはアルカリ土類金属によるフッ化物の還元、または塩の溶融物の電気分解です。 ウランは、タングステンまたはタンタルによる炭化物からの金属熱還元によっても得ることができます。
電子を容易に供与する能力は、ウランの還元特性とその高い化学活性を決定します。 ウランは、酸化状態+ 2、+ 3、+ 4、+ 5、+ 6を取得しながら、希ガスを除くほとんどすべての元素と相互作用できます。 ソリューションでは、主な原子価は6+です。
空気中で急速に酸化する金属ウランは、虹色の酸化物膜で覆われています。 ウランの微粉末は空気中で（1504-175°の温度で）自発的に発火し、形成されます;）Ov。 1000°で、ウランは窒素と結合して黄色の窒化ウランを形成します。 水は、低温ではゆっくりと、高温では急速に金属と反応することができます。 ウランは沸騰したお湯や蒸気と激しく反応して水素を放出し、ウランと水素化物を形成します。
この反応は、酸素中でのウランの燃焼よりも活発です。 このようなウランの化学的活性により、原子炉内のウランを水との接触から保護する必要があります。
ウランは塩酸、硝酸、その他の酸に溶解し、U（IV）塩を形成しますが、アルカリとは相互作用しません。 ウランは、水銀、銀、銅、スズ、白金、金などの金属の無機酸や塩溶液から水素を置き換えます。 強く振ると、ウランの金属粒子が光り始めます。
ウラン原子の電子殻の構造（^ /-電子の存在）の特徴とその物理化学的特性のいくつかは、ウランをアクチニドとして分類するための基礎として機能します。 ただし、ウランとCr、Mo、およびWの間には化学的類似性があります。ウランは反応性が高く、希ガスを除くすべての元素と反応します。 固相では、U（VI）の例は三酸化ウラニルU03および塩化ウラニルU02C12です。 四塩化ウランUC14および二酸化ウランU02
U（IV）の例。 U（IV）を含む物質は通常不安定であり、空気に長時間さらされると6価になります。
ウラン-酸素システムには、UO、U0 2、U 4 0 9、および3 Ov、U03の6つの酸化物が取り付けられています。 それらは、広範囲の均質性によって特徴付けられます。 U0 2は塩基性酸化物であり、U03は両性です。 U0 3-水と相互作用して多くの水和物を形成しますが、その中で最も重要なものはジウロン酸H 2 U 207とウロン酸H21U4です。 アルカリを使用すると、U03はこれらの酸の塩（ウラン酸塩）を形成します。 U0 3が酸に溶解すると、2価のウラニルカチオンU0 2a+の塩が形成されます。
二酸化ウランU02は、化学量論的組成では茶色です。 酸化物の酸素含有量が増加すると、色は暗褐色から黒色に変化します。 CaF 2型の結晶構造、 a = 0.547 nm; 密度10.96g/ cm "*（酸化ウランの中で最も高い密度）。T 、pl \ u003d 2875 0、 T kn„ \ u003d 3450°、D＃°298 \ u003d -1084.5 kJ/mol。 二酸化ウランは、正孔伝導性を備えた半導体であり、強力な常磁性体です。 MAC = 0.015 mg/m3。 水に溶けないようにしましょう。 -200°の温度で酸素を追加し、U02>25の組成に達します。
酸化ウラン（IV）は、次の反応によって得られます。
二酸化ウランは塩基性の特性のみを示し、塩基性水酸化物U（OH）4に対応し、水和水酸化物U0 2 H20になります。二酸化ウランは大気中の酸素がない状態で強い非酸化酸にゆっくりと溶解してWを形成します。 +イオン：
U0 2 + 2H 2 S0 4-> U（S0 4）2 +2Н20。（38）
濃酸に可溶であり、フッ素イオンの添加により溶解速度を大幅に向上させることができます。
硝酸に溶解すると、ウラニルイオン1U22+が形成されます。
Triuran octoxide U 3 0s（酸化ウラン）-粉末。色は黒から濃い緑色までさまざまです。 強い破砕時-オリーブグリーン色。 大きな黒い結晶は磁器に緑色のストロークを残します。 U30には3つの既知の結晶修飾があります h：a-U 3 C> 8-菱形結晶構造（sp。gr。C222; 0 = 0.671 nm; 6 = 1.197 nm; c = 0.83 nm; d = 0.839 nm）; p-U 3 0e-菱形の結晶構造（空間群 Stst; 0 = 0.705 nm; 6 = 1.172 nm; 0 =0.829nm。 分解の開始は100°（110 2になります）、MPC = 0.075 mg/m3です。
U 3 C> 8は、次の反応によって得られます。
U0 2、U0 2（N0 3）2、U0 2 C 2 0 4 3H 2 0、U0 4 -2H 2 0または（NH 4）2 U 2 07を空気中または酸素雰囲気中の7500で焼成することにより（ p = 150 + 750 mm Hg）化学量論的に純粋なU308を受け取ります。
U 30sがT>100°で焼成されると、110 2に減少しますが、空気中で冷却されると、U30sに戻ります。 U 3 0eは、濃い強酸にのみ溶解します。 塩酸と硫酸では、U（IV）とU（VI）の混合物が形成され、硝酸では、硝酸ウラニルが形成されます。 希硫酸および希塩酸は、加熱してもU 3 Oとの反応が非常に弱く、酸化剤（硝酸、軟マンガン鉱）を添加すると溶解速度が急激に増加します。 濃縮されたH2S0 4は、U（S0 4）2とU0 2S04を形成してU3Osを溶解します。 硝酸はU3Oeを溶解し、硝酸ウラニルを形成します。
三酸化ウラン、U03-明るい黄色の結晶性または無定形の物質。 水と反応します。 MPC \ u003d 0.075 mg /m3。
これは、ポリウラン酸アンモニウム、過酸化ウラニル、シュウラニルシュウ酸塩を300-^-500°で焼成し、硝酸ウラニル六水和物を焼成することによって得られます。 この場合、アモルファス構造のオレンジ色の粉末が密度で形成されます
6.8g/cm。 結晶形IO3は、酸素流中で450°〜750°の温度でU 308を酸化することによって得ることができます。 U0 3には6つの結晶修飾があります（a、（3、y>§>？、n）-U0 3は吸湿性であり、湿った空気中で水酸化ウラニルに変わります。さらに600°に加熱すると、U3Osを得ることができます。
水素、アンモニア、炭素、アルカリおよびアルカリ土類金属は、U03をU02に還元します。 HFガスとNH3ガスの混合物を通過させることにより、UF4が形成されます。 最高の原子価では、ウランは両性の特性を示します。 U0 3酸またはその水和物の作用下で、ウラニル塩（U0 2 2+）が形成され、黄緑色に着色されます。
ほとんどのウラニル塩は水に非常によく溶けます。
アルカリと融合すると、U03はウロン酸の塩を形成します-ウロン酸MDKH、：
アルカリ性溶液では、三酸化ウランはポリウラン酸の塩を形成します-ポリウラン酸塩dgM 2 0y110 3 pH^O。
ウラン酸の塩は水にほとんど溶けません。
U（VI）の酸性特性は、塩基性特性よりも顕著ではありません。
ウランは室温でフッ素と反応します。 高級ハロゲン化物の安定性は、フッ化物からヨウ化物に減少します。 フッ化物UF3、U4F17、U2F9、およびUF 4は不揮発性であり、UFeは揮発性です。 フッ化物の中で最も重要なものはUF4とUFeです。
Ftpppippyanir okgilya t "yanya ppptrkart実際には：
流動床での反応は、次の式に従って実行されます。
フッ素化剤を使用することが可能です：BrF 3、CC1 3 F（freon-11）またはCC1 2 F 2（freon-12）：
フッ化ウラン（1U）UF 4（「緑色の塩」）-青緑色からエメラルド色の粉末。 G 11L \u003dSW6°; G to、 "、。\u003d-1730°。 DYa°298= 1856 kJ/mol。 結晶構造は単斜晶系です（sp。gp C2 / c; 0 = 1.273 nm; 5 = 1.075 nm; 0 = 0.843 nm; d = 6.7 nm; p \u003d12b°20";密度6.72g/cm3。UF4は安定、不活性、不揮発性の化合物で、水に溶けにくい。UF4に最適な溶媒は、発煙性過塩素酸HC104です。酸化性酸に溶解します。ウラニル塩を形成するために、Al（N0 3）3またはA1C1 3の高温溶液、およびH 2 S0 4、HC10 4またはHClで酸性化されたホウ酸の溶液、またはホウ酸にすばやく溶解します。 UF 4の溶解。他の金属（MeUFe、Me 2 UF6、Me 3 UF 7など）のフッ化物と多くの難溶性の二重塩を形成します。NH4UF5は工業的に重要です。
U（IV）フッ化物は調製の中間生成物です
UF6とウラン金属の両方。
UF 4は、次の反応によって得られます。
またはフッ化ウラニルの電解還元による。
六フッ化ウランUFe-室温で、高屈折率のアイボリー結晶。 密度
5.09 g / cm3、液体UFeの密度は3.63 g/cm3です。 フライングコネクション。 Tvoag = 5^>5°>Gil= 64.5°（圧力下）。 飽和蒸気圧は560°で大気に到達します。 AR°298= -2116 kJ/molの生成エンタルピー。 結晶構造は菱形です（sp。gr。 Rpta; 0 = 0.999 nm; fe = 0.8962 nm; c = 0.5207 nm; d 5.060 nm（250）。 MPC-0.015 mg/m3。 UF6は、固体状態から、固相（昇華）から気体に昇華し、広範囲の圧力で液相をバイパスします。 50 0 50 kJ/mgでの昇華熱。 分子には双極子モーメントがないため、UF6は結合しません。 蒸気UFr、-理想気体。
これは、その化合物のUにフッ素が作用することによって得られます。
気相反応に加えて、液相反応もあります。
たとえば、ハロフルオリドを使用してUF6を取得する
フッ素を使用せずにUF6を得る方法があります-UF4を酸化することによって。
UFeは、乾燥した空気、酸素、窒素、CO 2とは反応しませんが、水と接触すると、微量であっても加水分解を受けます。
それはほとんどの金属と相互作用し、それらのフッ化物を形成し、それはその貯蔵方法を複雑にします。 UF6での作業に適した容器の材料は、加熱時のNi、モネル、Pt、テフロン、完全に乾燥した石英とガラス、冷却時の銅とアルミニウムです。 25 yuo 0の温度で、アルカリ金属のフッ化物およびタイプ3NaFUFr>、3KF2UF6の銀と錯体化合物を形成します。
さまざまな有機液体、無機酸、およびすべてのフッ化ハロゲンによく溶解します。 不活性で乾燥する02、N 2、CO 2、C1 2、Br2。 UFrは、ほとんどの純金属との還元反応を特徴としています。 UF6は炭化水素やその他の有機物質と激しく反応するため、UFeの密閉容器が爆発する可能性があります。 25〜100°の範囲のUF6は、アルカリおよび他の金属のフッ化物と錯塩を形成します。 この特性は、UFの選択的抽出のための技術で使用されます
水素化ウランUH2およびUH3は、塩のような水素化物と水素化物（金属中の水素の固体溶液など）の中間の位置を占めます。
ウランが窒素と反応すると、窒化物が形成されます。 U-Nシステムでは、UN（窒化ウラン）、a-U 2 N 3（セスキナイトライド）、p-U 2N3の4つの相が知られています。 および国連If90。 UN 2（ジニトリド）の構成に到達することはできません。 信頼性が高く、十分に管理されているのは、窒化ウランUNの合成であり、元素から直接行うのが最適です。 窒化ウランは粉末状の物質であり、その色は濃い灰色から灰色までさまざまです。 金属のように見えます。 UNは、NaCl（0 = 4.8892 A）などの立方晶の面心結晶構造を持っています。 （/ = 14.324、7 ^ = 2855°、1700 0まで真空中で安定。これは、UまたはU水素化物をN2と反応させることによって得られます。 またはNH3、1300°での高級窒化物Uの分解、または金属ウランによる還元。 U 2 N 3は、2つの多形修飾で知られています。立方体のaと六角形のp（0 = 0.3688 nm、6 = 0.5839 nm）は、800°を超える真空中でN2を放出します。 これは、UN2を水素で還元することによって得られます。 ジニトリドUN2は、高圧N2でUとN2を反応させることにより合成されます。 窒化ウランは酸やアルカリ溶液に溶けやすいが、溶融アルカリで分解する。
窒化ウランは、酸化ウランの2段階の炭素熱還元によって得られます。
アルゴン中で7M4500で10*20時間加熱
高温高圧下でUF4にアンモニアを作用させることにより、二窒化物、UN2に近い組成の窒化ウランを得ることができます。
二硝酸ウランは加熱すると分解します：
2 35Uに富む窒化ウランは、現代の発電用原子炉の伝統的な燃料である酸化ウランよりも高い核分裂密度、熱伝導率、および融点を持っています。 また、従来の燃料を超えて、優れた機械的および安定性を備えています。 したがって、この化合物は、核燃料高速中性子炉（第4世代原子炉）の有望な基盤と見なされています。
コメント。 国連は「5N」を充実させるのに非常に役立ちます。 、4 Nは中性子を捕獲する傾向があり、（n、p）反応によって放射性同位体14Cを生成します。
炭化ウランUC2（？相）は、金属光沢のある薄い灰色の結晶性物質です。 U-Cシステム（炭化ウラン）には、UC 2（？相）、UC 2（b 2相）、U 2 C 3（e相）、UC（b 2相）-炭化ウランがあります。 二炭酸ウランUC2は、次の反応によって得られます。
U + 2C ^ UC 2（54v）
炭化ウランは原子炉の燃料として使用されており、宇宙ロケットエンジンの燃料として有望です。
硝酸ウラニル、硝酸ウラニル、U0 2（N0 3）2 -6H 20。この塩における金属の役割は、ウラニルカチオン2+によって果たされます。 緑がかった光沢のある黄色の結晶で、水に溶けやすい。 水溶液は酸性です。 エタノール、アセトン、エーテルに可溶、ベンゼン、トルエン、クロロホルムに不溶。 加熱すると、結晶が溶けてHNO3とH20を放出します。結晶性水和物は空気中で容易に侵食されます。 特徴的な反応は、NH 3の作用下で、尿酸アンモニウムの黄色の沈殿物が形成されることです。
ウランは金属有機化合物を形成することができます。 例としては、組成U（C 5 H 5）4のシクロペンタジエニル誘導体およびそれらのハロゲン化u（C 5 H 5）3 Gまたはu（C 5 H 5）2G2があります。
水溶液中で、ウランは酸化状態U（VI）でウラニルイオンU022+の形で最も安定しています。 程度は低いですが、U（IV）状態が特徴ですが、U（III）形式で存在することもできます。 U（V）酸化状態はIO 2 +イオンとして存在する可能性がありますが、不均化と加水分解の傾向があるため、この状態はめったに観察されません。
中性および酸性溶液では、U（VI）はU022+-黄色のウラニルイオンとして存在します。 溶解性の高いウラニル塩には、硝酸塩U0 2（N0 3）2、硫酸塩U0 2 S0 4、塩化物U0 2 C1 2、フッ化物U0 2 F 2、酢酸塩U0 2（CH 3 C00）2が含まれます。 これらの塩は、水分子の数が異なる結晶性水和物の形で溶液から分離されます。 ウラニルの難溶性塩は、シュウ酸塩U0 2 C 2 0 4、リン酸塩U0 2 HP0。、およびUO2P2O4、ウラニルリン酸アンモニウムUO2NH4PO4、バナジン酸ウラニルナトリウムNaU0 2 V0 4、フェロシアン化物（U0 2）2です。 ウラニルイオンは、複雑な化合物を形成する傾向があることを特徴としています。 したがって、タイプ-、4-のフッ素イオンとの錯体が知られています。 硝酸塩錯体‘ および2*; 硫酸塩錯体2"および4-;炭酸塩錯体4"および2"など。ウラニル塩の溶液にアルカリが作用すると、Me 2 U 2 0 7タイプのジウラン酸塩の難溶性沈殿物が放出されます（Me 2 U0 4モノウラン酸塩は溶液から分離されるのではなく、酸化ウランとアルカリの融合によって得られます）Me 2 U n 0 3 n + iポリウラン酸塩が知られています（たとえば、Na 2 U60i 9）。
U（VI）は、酸性溶液中で鉄、亜鉛、アルミニウム、次亜硫酸ナトリウム、およびナトリウムアマルガムによってU（IV）に還元されます。 溶液は緑色に着色されています。 アルカリは水酸化物とそれらから02（0H）2を沈殿させ、フッ化水素酸-フッ化物UF 4 -2.5H 2 0、シュウ酸-シュウ酸塩U（C 2 0 4）2-6H20。ウランイオンより4+イオン少ない。
溶液中のウラン（IV）は、高度に加水分解および水和されたU4+イオンの形をしています。
酸性溶液では加水分解が抑制されます。
溶液中のウラン（VI）はウラニルオキソカチオン-U0 2 2+多数のウラニル化合物が知られており、その例は次のとおりです。U0 3、U0 2（C 2 H 3 0 2）2、U0 2 C0 3 -2（NH 4） 2 C0 3 U0 2 C0 3、U0 2 C1 2、U0 2（0H）2、U0 2（N0 3）2、UO0SO4、ZnU0 2（CH 3 C00）4など。
ウラニルイオンの加水分解中に、いくつかの多核錯体が形成されます。
さらに加水分解すると、U 3 0s（0H）2が現れ、次にU 3 0 8（0H）42-が現れます。
ウランの定性的検出には、化学的、発光的、放射分析的およびスペクトル分析の方法が使用されます。 化学的方法は、主に着色された化合物の形成に基づいています（たとえば、フェロシアン化物による化合物の赤茶色、過酸化水素による黄色、アルセナゾ試薬による青色）。 発光法は、紫外線の作用下で黄緑色がかった輝きを与える多くのウラン化合物の能力に基づいています。
ウランの定量はさまざまな方法で行われます。 それらの中で最も重要なものは次のとおりです。U（VI）からU（IV）への還元とそれに続く酸化剤の溶液による滴定からなる容積測定法。 重量法-ウラン酸塩、過酸化物、U（IV）クフェラネート、オキシキノレート、シュウ酸塩などの沈殿。 その後、100°で煆焼し、U30sの重さを量ります。 硝酸塩溶液でのポーラログラフ法により、10 x 7 x10-9gのウランを測定することができます。 多数の比色法（例えば、アルカリ性媒体中のH 2 O 2、EDTAの存在下でのアルセナゾ試薬、チオシアン酸塩錯体の形のジベンゾイルメタンなど）。 NaFと融合したときに決定することを可能にする発光法 ゆう11 gウラン。
235Uは放射線障害のグループAに属し、最小有意活動MZA = 3.7-10 4 Bq、2 s 8および-グループG、MZA = 3.7-10 6 Bq（300 g）に属します。