Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
УРАН

УРАН

УРАН (лат. Uranium), U,- радиоакт. хим. элемент III группы периодич. системы элементов, ат. н. 92, ат. масса 238,0289; относится к актиноидам. В природе, представлен тремя а-радиоакт. изотопами: ²³⁴U (0,0055%, Т _Ч2 =2,454 10⁵ лет); ²³⁵U (0,7200%, T_l/2 =7,0378 10⁸ лет); ²³% (99,2745%, Г _1/2 = 4,468-10⁹ лет). Содержание ²³⁵U в разл. урановых рудах колеблется более чем на 0,1% (ср. содержание ²³⁵TJ среди изотопов U считали ранее, а иногда считают и ныне равным 0,711%). Ядра ²³⁴U и ²³⁵U делятся при захвате как тепловых, так и быстрых нейтронов, а ядра ²³⁸U способны к делению только при захвате нейтронов с энергией более 1 МэВ. При захвате нейтронов с меньшей энергией ядра ²³⁸U превращаются сначала в ядра ²³⁹U, к-рые далее испытывают (3-распад и последовательно превращаются в ²³⁹Np и ²³⁹ Ри (этот процесс осуществляется в т. н. бридерных ядерных реакторах). Эфф. сечения захвата тепловых нейтронов ядер ²³⁴U, ²³⁵U и ²³⁸U равны 98 х10^-28; 683х10^-28 и 2,7 -10^-28) м ² соответственно. Электронная конфигурация внешних оболочек . Энергии последоват. ионизации равны (эВ): 6,19; 11,6; 19,8; 36,7. Кристаллохим. радиус атома U 153 пм, радиус ионов U³⁺ и U⁴⁺ составляет 104 и 89 пм. Значение электроотрицательности 1,1 -1,2. Работа выхода электрона 3,3 эВ.

В свободном виде У.- серебристо-серый металл. Существует в трёх модификациях: ниже 667,7 °С устойчива ромбич. модификация параметры решётки к-рой а= 285, b = 587, с = 496 пм; в интервале от 667,7 °С до 774 °С - тетрагональная модификация при темп-рах от 774 °С до t _пл=1134°С (по др. данным, 1132,3 °С) - модификация с кубической объёмноцентрир. решёткой Плотн. -U 19,05 кг/дм ³ (при 298 К), эксперим. плотность У. при комнатной темп-ре 18,7-19,0 кг/дм ³. Температурный коэф. линейного расширения поликристаллического -U при 13-423 К 10,7-10^-6, при 423-923 К 19,2-10^-6, при 933-1043 К 10,9-10^-6, при 1053-1383 К 19,4-10 ^-6. t _кип ок. 4200 °С, теплота плавления 9,3 кДж/моль, теплота испарения 494 кДж/моль, теплоёмкость с _р = 27,6 Дж/(моль-К). Характеристич. темп-pa Дебая _д = 200 К, темп-pa перехода в сверхпроводящее состояние 0,68 К. Уран слабо парамагнитен, магн. восприимчивость при 293 К 1,72-10^-9. При 293 К уд. электрич. сопротивление 0,264- 0,295 мкОм м, температурный коэф. электрич. сопротивления 3,40 10^-3 К ^-1 (при 293 К). Тв. по Виккерсу при комнатной темп-ре 1960-2160 МПа, при 600 °С снижается до 100-140 МПа. Для поликристаллич. У. модуль нормальной упругости 199 ГПа, модуль сдвига 82,2 ГПа.

В хим. соденинениях У. проявляет степени окисления от + 3 до +6 (наиб, устойчива). С кислородом У. образует ряд соединений: UO₂, U₃O₇, U₃O₈ и др. В растворах устойчив уранил-ион UО ₂²⁺, содержащий уран в степени окисления +6. Из соединений важное значение имеет легколетучий фторид UF₆, темп-pa сублимации к-рого 56,4 °С. Это соединение используют при разделении изотопов ²³⁵U и ²³⁸U.

У. применяют в ядерных реакторах и ядерном оружии. Критич. масса ²³⁵U составляет от 1-2 кг (в растворе) до 50-60 кг. Находит использование и обеднённый ²³⁵U уран-238 как защитный материал при поглощении рентг. и у-излучения и для др. целей. С. С. Бердоносов.