Uranium.

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L'uranium

L'uranium (symbole : U) est l'élément chimique de numéro atomique 92 dans le tableau périodique. C'est un métal argenté, dense et malléable, qui appartient à la série des actinides. Il peut être facilement oxydé à l'air, formant une couche de surface oxydée. lourd naturellement radioactif et l'un des éléments les plus lourds qui se trouvent à l'état naturel. L'uranium possède plusieurs isotopes. Tous sont radioactifs, mais ils ont des demi-vies variables. L'uranium-238 se désintègre principalement par émission d'alpha en thorium-234, tandis que l'uranium-235 se désintègre principalement par fission spontanée et émission d'alpha en thorium-231. Ces désintégrations émettent des rayonnements alpha, bêta et gamma. L'uranium-238 (U-238) est le plus abondant, représentant plus de 99 % de l'uranium naturel. L'uranium-235 (U-235) est un autre isotope important car il est fissile, ce qui signifie qu'il peut soutenir une réaction en chaîne de fission nucléaire. L'uranium est utilisé principalement dans deux domaines majeurs : l'énergie nucléaire et les applications militaires.

Énergie nucléaire :

• Combustible nucléaire. - L'utilisation principale de l'uranium est celle de combustible dans les réacteurs nucléaires. L'uranium est enrichi en isotope fissile, l'uranium-235 (U-235), pour permettre la fission nucléaire contrôlée, libérant de la chaleur qui est ensuite convertie en électricité. Ce mode de production d'énergie est bas carbone et fournit une source d'électricité de base stable.
• Réacteurs de recherche. - L'uranium est également utilisé comme combustible dans les réacteurs de recherche pour produire des isotopes radioactifs à des fins médicales, industrielles et scientifiques.

Applications militaires :

• Fabrication d'armes nucléaires. - L'uranium hautement enrichi, généralement enrichi en isotope fissile U-235, est utilisé dans la fabrication de certains types d'armes nucléaires. Ces armes utilisent la fission nucléaire pour déclencher une explosion de grande puissance.
• Propulsion nucléaire. - L'uranium est également utilisé dans des applications de propulsion nucléaire pour les sous-marins et les navires de surface militaires. Ces systèmes de propulsion fonctionnent en chauffant de l'eau à l'aide de réacteurs nucléaires à bord des navires.

Autres utilisations :

• Médecine. - Certains isotopes d'uranium sont utilisés à des fins médicales, notamment pour le diagnostic et le traitement du cancer.
• Industrie. - L'uranium est également utilisé dans diverses applications industrielles, telles que la détection de fissures dans les matériaux métalliques, les balances de précision, et comme pigments dans la céramique et le verre.

L'utilisation de l'uranium comme combustible nucléaire génère des déchets radioactifs hautement toxiques, qui nécessitent une gestion et un stockage appropriés pour éviter les risques pour la santé humaine et l'environnement. Par ailleurs, l'uranium, en particulier dans les applications nucléaires, comporte des risques associés à la radioactivité et à la prolifération nucléaire. Par conséquent, son utilisation est strictement réglementée et contrôlée à l'échelle internationale.

Numéro atomique
Masse atomique (uma)
Point d'ébullition (°C)^*
Point de fusion (°C)
Masse volumique (g/cm³)^*
Structure électronique^*
^{Degrés
d'oxydation}

92
238,04
3818^*
1132
19,07^*
(Rn)5f³6d¹7s²
6, 5, 4, 3

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Les minerais d'uranium.
Voici quelques-uns des principaux minerais d'uranium :

• Pechblende (Uraninite). - La pechblende, également connue sous le nom d'uraninite, est l'un des minerais les plus courants pour l'uranium. Il s'agit d'un minerai d'oxyde d'uranium qui peut également contenir d'autres métaux tels que le plomb, le cuivre et l'argent. La pechblende est généralement extraite dans des mines souterraines.
• Carnotite. - La carnotite est un minerai d'uranium-vanadium. Elle se présente sous forme de croûtes jaunes ou orangées et est souvent trouvée dans des gisements d'argile ou de sable. La carnotite est une source importante d'uranium dans certaines régions du monde.
• Brannerite. - La brannerite est un minerai d'uranium-titane qui se trouve généralement dans des roches ignées ou métamorphiques. Elle peut contenir des concentrations variables d'uranium et est parfois extraite pour récupérer ce métal.
• Autres minerais d'uranium. - D'autres minerais contenant de l'uranium sont également exploités, notamment la torbernite, la coffinite et l'autunite. Ces minerais peuvent être moins courants que la pechblende et la carnotite, mais ils peuvent toujours être une source significative d'uranium dans certaines régions.

L'extraction de l'uranium à partir de ces minerais peut être réalisée par diverses méthodes, y compris l'exploitation minière conventionnelle, la lixiviation in situ et d'autres techniques de traitement. Une fois extrait, l'uranium peut être enrichi pour augmenter la concentration en isotope fissile, l'uranium-235, pour l'utiliser comme combustible dans les réacteurs nucléaires.

Pays producteurs d'uranium.
Plusieurs pays dans le monde sont des producteurs significatifs d'uranium, exploitant des gisements minéraux pour répondre à la demande mondiale en uranium :

• Le Kazakhstan est le premier producteur mondial d'uranium. Il possède d'importantes réserves et exploite plusieurs mines à ciel ouvert, notamment dans les régions de Stepnogorsk, de la province de Kyzylorda et de la province de Mangystau.
• Le Canada est l'un des principaux producteurs d'uranium, notamment grâce aux mines situées en Saskatchewan. Parmi les mines clés, on mentionnera la mine de Cigar Lake, la mine de McArthur River et la mine de Rabbit Lake.
• L'Australie est un autre important producteur d'uranium, avec des gisements situés en Australie du Sud, en Australie-Occidentale et dans les Territoires du Nord. Les principales mines sont la mine d'Olympic Dam et la mine de Ranger.
• La Namibie possède d'importantes réserves d'uranium et est l'un des principaux producteurs africains. Les mines d'uranium en Namibie sont la mine de Rossing et la mine de Husab.
• L'Ouzbékistan est également un producteur significatif d'uranium, principalement à partir de mines situées dans la région de Navoi.
• Le Niger est un important producteur d'uranium en Afrique, avec des gisements situés principalement dans la région d'Arlit. Les principales mines sont la mine de Cominak et la mine de Somair.

D'autres pays tels que la Russie, la Chine, le Brésil et les États-Unis produisent également de l'uranium, bien que dans une moindre mesure que les pays précédemment mentionnés.

Les principaux composés de l'uranium.
L'uranium peut former de nombreux de composés en raison notamment de sa nature métallique. Exemples :

• Oxydes d'uranium. - Les oxydes d'uranium sont parmi les composés les plus courants. Le dioxyde d'uranium (UO2) est un composé solide qui est souvent utilisé comme combustible dans les réacteurs nucléaires. D'autres oxydes sont le trioxyde d'uranium (UO3) et l'hexafluorure d'uranium (UF6).
• Sels d'uranium. - L'uranium peut former divers sels avec des acides. Par exemple, le nitrate d'uranium (UO2(NO3)2), le chlorure d'uranium (UCl4), le sulfate d'uranium (UO2SO4), etc. Ces sels peuvent être utilisés dans la recherche et l'industrie.
• Composés organo-uraniques. - Bien que moins courants, il est possible de former des composés organo-uraniques dans lesquels l'uranium est lié à des groupes organiques. Ces composés peuvent être utilisés dans des applications de recherche et de synthèse chimique.
• Complexes uranyle. - Les complexes uranyle, comme le nitrate d'uranyl (UO2(NO3)2·6H2O) et l'acétate d'uranyle ((UO2)2(CH3COO)4), sont des composés importants dans la chimie de l'uranium. Ces complexes sont utilisés dans la séparation et la purification de l'uranium.
• Autres composés. - L'uranium peut également former des composés complexes avec d'autres éléments, tels que les complexes de coordination avec des ligands organiques ou inorganiques.