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
PubChem CID	10916
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]
Infobox OK

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

• Köyhdytetty uraani

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.