dióxido de Urânio
Alerta sobre risco à saúde
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| Nome IUPAC
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Uranium dioxide
Uranium(IV) oxide
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| Outros nomes
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Urania
óxido de Urânio
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| Identificadores
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| Número CAS
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1344-57-6
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| Número RTECS
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YR4705000
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| Propriedades
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| Fórmula molecular
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UO2
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| Massa molar
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270.03 g/mol
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| Aparência
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pó preto
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| Densidade
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10.97 g/cm3
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| Ponto de fusão
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2865 °C (3140 K)
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| Solubilidade em água
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insoluvel
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| Estrutura
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| Estrutura cristalina
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Fluorita (cúbico), cF12
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| Grupo de espaço
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Fm3m, No. 225
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Geometria de
coordenação
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Tetraédrica (O2–); cúbico (UIV)
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| Riscos associados
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| MSDS
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ICSC 1251
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| Classificação UE
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Muito tóxico (T+)
Perigoso para o ambiente(N)
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| Índice UE
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092-002-00-3
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| Frases R
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R26/28, R33, R51/53
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| Frases S
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S1/2, S20/21, S45, S61
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| Ponto de fulgor
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Não inflamável
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| Compostos relacionados
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| óxidos de Urânio relacionados
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octaóxido de Triurânio
trióxido de Urânio
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| Página de dados suplementares
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| Estrutura e propriedades
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n, εr, etc.
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| Dados termodinâmicos
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Phase behaviour
Solid, liquid, gas
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| Dados espectrais
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UV, IV, RMN, EM
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Exceto onde denotado, os dados referem-se a
materiais sob condições normais de temperatura e pressão
Referências e avisos gerais sobre esta caixa.
Alerta sobre risco à saúde.
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O dióxido de urânio (UO2) é um composto químico de urânio e oxigênio. É um pó preto, cristalino e radioativo que ocorre naturalmente no mineral pechblenda. É utilizado em barras de combustível nuclear nos reatores nucleares. Uma mistura de dióxido de urânio e plutônio é usado como combustível MOX. Antes de 1960 era utilizado como corante amarelo e preto em esmaltes cerâmicos e vidros.
Produção
O Dióxido de urânio é produzido pela redução do trióxido de urânio com o hidrogênio.
- UO3 + H2 → UO2 + H2O a 700 °C (970 K)
Propriedades
Estrutura
É isoestrutural com a fluorita, dióxido de plutónio e de netúnio.
Oxidação
O Dióxido de urânio é oxidado em contato com o oxigênio, produzindo octaóxido de triurânio.
- 3UO2 + O2 → U3O8 a 700 °C (970 K)
Usos
Combustível nuclear
O UO2 é utilizado principalmente como combustível nuclear, podendo ser usasdo puro ou misturado a PuO2(dióxido de plutónio). A mistura de U02 e PuO2 É conhecida como óxido misto (MOX), e é muito usada como combustível em reatores nucleares.
Propriedades semicondutoras
O dióxido de urânio é um material semicondutor. Sua gap é de cerca de 1,3 e.V, que se situa entre a abertura da faixa de silício e arsenieto de gálio, próximo do ideal da eficiência vs a curva da gap de energia de absorção de radiação solar, sugerindo seu possível uso em eficientes células solares baseadas em estruturas de diodos Schottky; tambem absorve cinco diferentes tipos de comprimentos de onda, incluindo o infravermelho, aumentando ainda mais sua eficiência. Sua condutividade intrínseca à temperatura ambiente é aproximadamente a mesma de silício monocristalino.
Antigamente era usado como condutor de calor.
Sua constante dielétrica é cerca de 22, que é quase o dobro do silício (11,2) e do GaAs (14,1), o que representa uma vantagem sobre Si e GaAs para a construção de circuitos integrados.
O coeficiente de Seebeck do dióxido de urânio à temperatura ambiente é de cerca de 750 mV / K, um valor significativamente superior à 270 mV / K do telureto de tálio com estanho (Tl2SnTe5), do telureto de tálio com germânio (Tl2GeTe5) e de ligas de telúrio-bismuto, outros materiais promissores para aplicações em termelétricas e elementos Peltier.
O impacto do decaimento radioativo do 235U e 238U em suas propriedades semicondutoras não foi avaliado a partir de 2005. Devido à taxa de decomposição lenta destes isótopos, ela não deve influenciar significativamente nas propriedades das células solares de dióxido de urânio e dispositivos de termelétricas, mas pode se tornar um fator importante para os chips VLSI. Uso do óxido de urânio empobrecido é necessário para essa reação. A captura do partículas alfa emitidas durante o decaimento radioativo de átomos de hélio na estrutura cristalina também pode causar mudanças graduais de longo prazo em suas propriedades.
A estequiometria do material influencia dramaticamente em suas propriedades elétricas.
O Dióxido de urânio, como U3O8, é um material cerâmico capaz de suportar altas temperaturas (cerca de 2300 °C, em comparação com, no máximo, 200 °C para a o silício ou GaAs), tornando-o adequado para aplicações de alta temperatura como dispositivo termofotovoltaico.
O Dióxido de urânio também é resistente a danos causados pela radiação, tornando-o útil em dispositivos rad-hard destinados a aplicações militares e aeroespaciais.
Um diodo Schottky de U3O8 e um transistor p-n-p do UO2 foram fabricados com sucesso em laboratório.
Toxicidade
O dióxido de urânio é conhecido por ser absorvido por fagocitose nos pulmões[1]
Referências
- ↑ Principles of Biochemical Toxicology. Timbrell, John. PA 2008
