Sobre Dióxido de Urânio
O dióxido de urânio é um composto de urânio refratário cerâmico, em muitos casos usado como combustível nuclear. A maioria dos LWRs usa o combustível de urânio, que está na forma de dióxido de urânio (quimicamente UO2). O dióxido de urânio é um sólido semicondutor preto com condutividade térmica muito baixa. Por outro lado o dióxido de urânio tem ponto de fusão muito alto e tem comportamento bem conhecido. O dióxido de urânio tem densidade significativamente menor do que o urânio na forma de metal. O dióxido de urânio tem uma densidade de 10,97 g/cm3, mas esse valor pode variar com a queima do combustível, pois na queima baixa pode ocorrer a densificação dos pellets e na queima maior ocorre o inchamento.

Resumo
Nome | Dióxido de Urânio |
Fase em STP | sólido |
Densidade | 10970 kg/m3 |
Resistência à tração | N/D |
Força de rendimento | N/D |
Módulo de elasticidade de Young | N/D |
Dureza Brinell | N/D |
Ponto de fusão | 2847 °C |
Condutividade térmica | 8,68 W/mK |
Capacidade de calor | 235 J/gK |
Preço | 60 $/kg |
Composição do Dióxido de Urânio
O UO2 é prensado em pellets, estes pellets são então sinterizados no cilindro sólido (com altura e diâmetro de cerca de 1 centímetro, sendo a altura maior que o diâmetro).
Aplicações do Dióxido de Urânio

A maioria dos PWRs usa o combustível de urânio, que está na forma de dióxido de urânio.
Propriedades Térmicas do Dióxido de Urânio
Dióxido de Urânio – Ponto de Fusão
O ponto de fusão do Dióxido de Urânio é 2847 °C.
Observe que esses pontos estão associados à pressão atmosférica padrão. Em geral, a fusão é uma mudança de fase de uma substância da fase sólida para a líquida. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual essa mudança de fase ocorre. O ponto de fusão também define uma condição na qual o sólido e o líquido podem existir em equilíbrio. Para vários compostos químicos e ligas, é difícil definir o ponto de fusão, pois geralmente são uma mistura de vários elementos químicos.
Dióxido de Urânio – Condutividade Térmica
A condutividade térmica do Dióxido de Urânio é 8,68 W/(m·K).
As características de transferência de calor de um material sólido são medidas por uma propriedade chamada condutividade térmica, k (ou λ), medida em W/mK. É uma medida da capacidade de uma substância de transferir calor através de um material por condução. Observe que a lei de Fourier se aplica a toda matéria, independentemente de seu estado (sólido, líquido ou gasoso), portanto, também é definida para líquidos e gases.
A condutividade térmica da maioria dos líquidos e sólidos varia com a temperatura. Para vapores, também depende da pressão. No geral:
A maioria dos materiais são quase homogêneos, portanto, geralmente podemos escrever k = k(T). Definições semelhantes estão associadas a condutividades térmicas nas direções y e z (ky, kz), mas para um material isotrópico a condutividade térmica é independente da direção de transferência, kx = ky = kz = k.
Dióxido de Urânio – Calor Específico
O calor específico do Dióxido de Urânio é 235 J/g K.
Calor específico, ou capacidade calorífica específica, é uma propriedade relacionada à energia interna que é muito importante na termodinâmica. As propriedades intensivas cv e cp são definidas para substâncias compressíveis puras simples como derivadas parciais da energia interna u(T, v) e entalpia h(T, p), respectivamente:
onde os subscritos v e p denotam as variáveis mantidas fixas durante a diferenciação. As propriedades cv e cp são chamadas de calores específicos (o capacidades térmicas) porque, sob certas condições especiais, elas relacionam a mudança de temperatura de um sistema com a quantidade de energia adicionada pela transferência de calor. Suas unidades no SI são J/kg K ou J/mol K.
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