Dioxyde d’uranium – Tableau des matériaux – Applications – Prix

À propos du dioxyde d’uranium

Le dioxyde d’uranium est un composé d’uranium réfractaire céramique, souvent utilisé comme combustible nucléaire. La plupart des REO utilisent le combustible à l’uranium, qui se présente sous la forme de dioxyde d’uranium (chimiquement UO2). Le dioxyde d’uranium est un solide semi-conducteur noir à très faible conductivité thermique. D’autre part, le dioxyde d’uranium a un point de fusion très élevé et un comportement bien connu. Le dioxyde d’uranium a une densité nettement inférieure à celle de l’uranium sous forme métallique. Le dioxyde d’uranium a une masse volumique de 10,97 g/cm3, mais cette valeur peut varier en fonction de la combustion du combustible, car à faible combustion, une densification des pastilles peut se produire et, à une combustion plus élevée, un gonflement se produit. 

Résumé

Nom	Dioxyde d’uranium
Phase à STP	solide
Densité	10970kg/m3
Résistance à la traction ultime	N / A
Limite d’élasticité	N / A
Module d’élasticité de Young	N / A
Dureté Brinell	N / A
Point de fusion	2847°C
Conductivité thermique	8,68 W/mK
Capacité thermique	235 J/g·K
Prix	60 $/kg

Composition de Dioxyde d’Uranium

L’UO2 est pressé en pastilles, ces pastilles sont ensuite frittées dans le cylindre plein (d’une hauteur, et d’un diamètre d’environ 1 centimètre, la hauteur étant supérieure au diamètre). 

Applications du dioxyde d’uranium

La plupart des REP utilisent du combustible à l’uranium, qui se présente sous la forme de dioxyde d’uranium. 

Propriétés thermiques du dioxyde d’uranium

Dioxyde d’uranium – Point de fusion

Le point de fusion du dioxyde d’uranium est de 2847 °C .

Notez que ces points sont associés à la pression atmosphérique standard. En général, la  fusion  est un  changement de phase  d’une substance de la phase solide à la phase liquide. Le  point de fusion  d’une substance est la température à laquelle ce changement de phase se produit. Le  point de fusion  définit également une condition dans laquelle le solide et le liquide peuvent exister en équilibre. Pour divers composés chimiques et alliages, il est difficile de définir le point de fusion, car il s’agit généralement d’un mélange de divers éléments chimiques.

Dioxyde d’uranium – Conductivité thermique

La conductivité thermique du dioxyde d’uranium est de 8,68 W/(m·K) .

Les caractéristiques de transfert de chaleur d’un matériau solide sont mesurées par une propriété appelée la  conductivité thermique , k (ou λ), mesurée en  W/mK . C’est une mesure de la capacité d’une substance à transférer de la chaleur à travers un matériau par  conduction . Notez que  la loi de Fourier  s’applique à toute matière, quel que soit son état (solide, liquide ou gaz), par conséquent, elle est également définie pour les liquides et les gaz.

La  conductivité thermique  de la plupart des liquides et des solides varie avec la température. Pour les vapeurs, cela dépend aussi de la pression. En général:

La plupart des matériaux sont presque homogènes, nous pouvons donc généralement écrire  k = k (T) . Des définitions similaires sont associées aux conductivités thermiques dans les directions y et z (ky, kz), mais pour un matériau isotrope, la conductivité thermique est indépendante de la direction de transfert, kx = ky = kz = k.

Dioxyde d’uranium – Chaleur spécifique

La chaleur spécifique du dioxyde d’uranium est de 235 J/g K .

La chaleur spécifique, ou capacité thermique spécifique,  est une propriété liée à l’énergie interne  très importante en thermodynamique. Les  propriétés intensives  c _v  et  c _p  sont définies pour des substances compressibles pures et simples comme des dérivées partielles de l’  énergie interne  u(T, v)  et de  l’ enthalpie  h(T, p) , respectivement : 

où les indices  v  et  p  désignent les variables maintenues fixes lors de la différenciation. Les propriétés  c _v  et  c _p  sont appelées  chaleurs spécifiques  (ou  capacités calorifiques ) car, dans certaines conditions particulières, elles relient le changement de température d’un système à la quantité d’énergie ajoutée par transfert de chaleur. Leurs unités SI sont  J/kg K  ou  J/mol K .

Propriétés et prix des autres matériaux

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