Dióxido de Urânio – Tabela de Materiais – Aplicações – Preço

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 c_v e c_p 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 c_v e c_p 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.

Propriedades e preços de outros materiais

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