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Trióxido de urânio

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Estrutura química do trióxido de urânio

Trióxido de urânio (UO3), também chamado de óxido de uranila, óxido de urânio (VI) e óxido urânico, é o óxido hexavalente do urânio O sólido pode ser obtido aquecendo o nitrato de uranila a 400 °C. Seu polimorfo mais comumente encontrado é o UO3 amorfo.

Produção e utilização

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Existem três métodos para gerar trióxido de urânio. Conforme observado abaixo (em inglês), dois são usados industrialmente no reprocessamento de combustível nuclear e no enriquecimento de urânio.

Methods of forming uranium trioxide

  1. U3 O8 pode ser oxidado a 500 °C com oxigênio.[1] Note que acima de 750 °C mesmo em 5 atm O2 UO3 decompõe-se em U3 O8.[2]
  2. Nitrato de uranila, UO 2 (NO3) 2 ·6H2O pode ser aquecido para produzir UO3. Isto ocorre durante o reprocessamento do combustível nuclear. Barras de combustível são dissolvidas em HNO3 para separar o nitrato de uranila do plutônio e dos produtos de fissão (método PUREX). O nitrato de uranila puro é convertido em UO3 sólido por aquecimento a 400 °C. Após a redução com hidrogênio (com outro gás inerte presente) para dióxido de urânio, o urânio pode ser usado em novas barras de combustível MOX.
  3. Diuranato de amônio ou diuranato de sódio (Na 2 U 2 O 7 ·6H 2 O) pode ser decomposto. O diuranato de sódio, também conhecido como bolo amarelo, é convertido em trióxido de urânio no enriquecimento de urânio. O dióxido de urânio e o tetrafluoreto de urânio são intermediários no processo que termina em hexafluoreto de urânio. [3]


Foi relatado que a corrosão do urânio em uma solução aquosa rica em sílica forma dióxido de urânio, trióxido de urânio[4] e coffinita.[5] Em água pura, a schoepita (UO 2 ) 8 O 2 (OH) 12 ·12(H 2 O) é formada[6] na primeira semana e depois de quatro meses a schoepita (UO2) O2 4(H2O) foi produzida. Esta alteração do óxido de urânio também leva à formação de metastudtita,[7][8] um peróxido de uranila mais estável, frequentemente encontrado na superfície do combustível nuclear usado exposto à água. Relatórios sobre a corrosão do metal urânio foram publicados pela Royal Society.[9][10]

Riscos para a saúde e segurança

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Como todos os compostos de urânio hexavalente, o UO3 é perigoso por inalação, ingestão e contato com a pele. É uma substância venenosa, ligeiramente radioativa, que pode causar falta de ar, tosse, lesões arteriais agudas e alterações nos cromossomos dos glóbulos brancos e gônadas, levando a malformações congênitas se inalada.[11][12]

Referências

  1. ↑ Sheft I, Fried S, Davidson N (1950). «Preparation of Uranium Trioxide». Journal of the American Chemical Society. 72 (5): 2172–2173. doi:10.1021/ja01161a082 
  2. ↑ Wheeler VJ, Dell RM, Wait E (1964). «Uranium trioxide and the UO3 hydrates». Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. 26 (11): 1829–1845. doi:10.1016/0022-1902(64)80007-5 
  3. ↑ Dell RM, Wheeler VJ (1962). «Chemical Reactivity of Uranium Trioxide Part 1. — Conversion to U3O8, UO2 and UF4». Transactions of the Faraday Society. 58: 1590–1607. doi:10.1039/TF9625801590 
  4. ↑ Trueman ER, Black S, Read D, Hodson ME (2003) "Alteration of Depleted Uranium Metal" Goldschmidt Conference Abstracts, p. A493 abstract
  5. ↑ Guo X, Szenknect S, Mesbah A, Labs S, Clavier N, Poinssot C, Ushakov SV, Curtius H, Bosbach D, Rodney RC, Burns P, Navrotsky A (2015). «Thermodynamics of Formation of Coffinite, USiO4». Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 112 (21): 6551–6555. Bibcode:2015PNAS..112.6551G. PMC 4450415Acessível livremente. PMID 25964321. doi:10.1073/pnas.1507441112Acessível livremente 
  6. ↑ Schoepite.
  7. ↑ Weck P. F.; Kim E.; Jove-Colon C. F.; Sassani D. C (2012). «Structures of uranyl peroxide hydrates: a first-principles study of studtite and metastudtite». Dalton Trans. 111 (41): 9748–52. PMID 22763414. doi:10.1039/C2DT31242E 
  8. ↑ Guo X, Ushakov SV, Labs S, Curtius H, Bosbach D, Navrotsky A (2015). «Energetics of Metastudtite and Implications for Nuclear Waste Alteration». Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 111 (20): 17737–17742. PMC 4273415Acessível livremente. PMID 25422465. doi:10.1073/pnas.1421144111Acessível livremente 
  9. ↑ Ander L, Smith B (2002) "Annexe F: Groundwater transport modelling" The health hazards of depleted uranium munitions, part II (London: The Royal Society)
  10. ↑ Smith B (2002) "Annexe G: Corrosion of DU and DU alloys: a brief discussion and review" The health hazards of depleted uranium munitions, part II (London: The Royal Society)
  11. ↑ Morrow PE, Gibb FR, Beiter HD (1972). «Inhalation studies of uranium trioxide». Health Physics. 23 (3): 273–280. PMID 4642950. doi:10.1097/00004032-197209000-00001 
  12. ↑ Sutton M, Burastero SR (2004). «Uranium(VI) solubility and speciation in simulated elemental human biological fluids». Chemical Research in Toxicology. 17 (11): 1468–1480. PMID 15540945. doi:10.1021/tx049878k 
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