L’oxyde d’uranium est une forme d’uranium élémentaire, un minéral radioactif présent dans la nature. Il apparaît sous forme d’oxyde à la suite de l’exposition du minéral à l’oxygène, souvent dans l’air mais parfois à la suite de manipulations chimiques en laboratoire. Sous sa forme d’oxyde, c’est une poudre rugueuse avec une structure cristalline, et elle est souvent noire, grise ou brun jaunâtre ; beaucoup dépend de la nature du sol où il a été extrait et d’autres facteurs environnementaux. Il est parfois aussi appelé uraninite, et est formellement considéré comme un minerai d’uranium élémentaire. C’est la principale source d’extraction commerciale de l’uranium, qui a un certain nombre d’utilisations comme combustible et également comme explosif. Il est généralement extrait de gisements filoniens hydrothermaux et de roches sédimentaires, telles que le grès, et peut également être récupéré en tant que sous-produit de l’extraction de l’or et de l’argent.
Propriétés de base
L’uranium est un élément chimique métallique qui est faiblement radioactif et a le poids atomique le plus élevé de tous les éléments naturels. Il est environ 70 % plus dense que le plomb, mais a une densité inférieure à celle de l’or. L’uranium a un large éventail d’applications militaires et civiles, notamment dans la technologie nucléaire en raison de sa capacité à produire une réaction nucléaire en chaîne soutenue.
Traitement et oxydation
La première étape du traitement consiste à broyer le minerai d’uranium et à ajouter de l’eau jusqu’à ce qu’il atteigne la consistance d’une boue. Le sulfate ferrique est utilisé pour oxyder le minerai d’uranium, qui est dissous en acide sulfurique. Ce liquide riche en uranium est séparé et mis en contact avec des billes de résine spéciales qui absorbent les ions uranium. Un lavage acide est utilisé pour éliminer l’élément des billes, créant une solution très concentrée.
Un solvant organique est combiné à la solution d’uranium, qui est ensuite mélangée avec du sulfate d’ammonium. Cela conduit à la précipitation d’une substance connue sous le nom de diuranate d’ammonium, essentiellement un mélange de solution d’oxyde et d’ammoniac. Le diuranate d’ammonium est ensuite épaissi et retiré de la solution à l’aide de filtres rotatifs sous forme de pâte jaune. Cette pâte est ensuite grillée pour éliminer toute trace d’ammoniac, laissant derrière elle de l’oxyde d’uranium.
Production de carburant enrichi
Le composé peut être transformé davantage en combustible enrichi, qui est scellé dans les barres de combustible métalliques installées dans les réacteurs nucléaires pour produire la chaleur et la vapeur nécessaires à la production d’électricité. Un sous-produit de ce processus d’enrichissement est l’oxyde d’uranium appauvri, qui n’est plus radioactif. En raison de sa densité élevée, une fois épuisé, il peut être utilisé dans des applications où de grandes masses doivent tenir dans de petits espaces, comme les contrepoids d’hélicoptères et les quilles de yacht, et est également utilisé dans la construction de protection contre les rayonnements, étant beaucoup plus efficace que le plomb. Les oxydes appauvris peuvent également être utilisés comme colorants dans les industries du verre et de la céramique.
Propriétés explosives
L’oxyde d’uranium brut est hautement explosif ainsi que radioactif, ce qui l’a traditionnellement rendu utile comme composant dans certaines bombes et autres dispositifs détonants. Il n’est pas toujours stable et il faut généralement être très prudent dans sa manipulation, ce qui peut en faire une option moins attrayante que les alternatives, dont beaucoup sont plus facilement disponibles aujourd’hui. Pendant la Seconde Guerre mondiale, les troupes nazies auraient stocké le composé, apparemment pour être utilisé dans des bombes atomiques, et auraient également expédié de grandes quantités de poudre à leurs alliés pendant cette période.
Rayonnements et risques pour la santé
Une exposition prolongée à toute matière radioactive présente certains risques pour la santé, et l’uranium et ses minerais ne font pas exception. Respirer des particules de poussière et manger des aliments qui sont entrés en contact avec l’oxyde peuvent causer un certain nombre de problèmes, dont les plus immédiats sont des difficultés respiratoires, notamment un collapsus pulmonaire et une défaillance d’un organe. Les scientifiques et les chercheurs qui travaillent régulièrement avec la substance sont également généralement encouragés à porter des vêtements et des équipements de protection pour éviter un contact prolongé avec les ondes radioactives émises par le produit chimique. Les effets secondaires de l’exposition ne sont généralement pas immédiats, mais peuvent inclure le développement de problèmes de santé avancés, notamment divers cancers.