Dioxyde d'uranium

Le dioxyde d'uranium, ou oxyde d'uranium(IV), est l'oxyde d'uranium de formule chimique . C'est un solide noir dont la maille cristalline est constituée d'atomes d'uranium en sous-réseau cubique à faces centrées et d'atomes d'oxygène en sous-réseau cubique. C'est le constituant naturel de la pechblende, qui est le principal minerai d'uranium. Le minerai d'uranium est industriellement traité, à partir du trioxyde d'uranium lors des processus d'enrichissement de l'uranium et de traitement des déchets nucléaires : → + à . Le dioxyde d'uranium a la même structure cristalline que la fluorine , qui est également celle des dioxydes de neptunium et de plutonium. Il s'oxyde en octaoxyde de triuranium par chauffage au contact de l'oxygène de l'air : 3 + → à . L'une des propriétés remarquables du dioxyde d'uranium est sa très faible conductivité thermique qui conduit à devoir limiter le diamètre des crayons combustibles de façon à plafonner la valeur de la température à cœur des crayons. Elle peut aussi engendrer des surchauffes locales au cœur du combustible nucléaire. Le dioxyde d'uranium est essentiellement utilisé dans les barres de combustible nucléaire, principalement sous forme ou mélangé au dioxyde de plutonium pour donner du combustible MOX. Il peut également être employé comme catalyseur, notamment dans la dégradation des composés organiques volatils en phase gazeuse, l'oxydation du méthane en méthanol et la désulfuration des pétroles. Dans cet usage, il se montre plus efficace et plus stable que les catalyseurs du marché employés dans le retraitement des COV, tels que les métaux précieux, le rutile et l'oxyde de cobalt (II,III) . À partir d'uranium appauvri, il peut être utilisé à des fins de radioprotection, notamment en entrant dans la composition de bétons où il sert de grave. Le dioxyde d'uranium est un matériau semi-conducteur aux propriétés particulièrement intéressantes : il a une largeur de bande interdite de 1,3 eV, intermédiaire entre celles du silicium et de l'arséniure de gallium GaAs, proche de l'optimum d'efficacité pour l'absorption du rayonnement solaire.