Uranium U

Découverte

En 1789, le chimiste allemand Martin Heinrich Klaproth analysa la pechblende, un lourd minéral noir extrait en Europe centrale, et annonça qu'elle contenait un nouvel élément. Ce qu'il isola était en réalité un oxyde. Le métal lui-même fut obtenu pour la première fois en 1841 par le chimiste français Eugène-Melchior Péligot, qui réduisit le tétrachlorure d'uranium par le potassium.

Pendant des décennies, l'uranium fut surtout apprécié comme colorant pour le verre et les émaux. Tout changea en 1896, lorsque Henri Becquerel découvrit que les sels d'uranium noircissaient les plaques photographiques même dans l'obscurité, l'observation qui lança l'étude de la radioactivité.

En 1938, Otto Hahn et Fritz Strassmann détectèrent du baryum parmi les produits de l'uranium bombardé par des neutrons, et Lise Meitner et Otto Frisch expliquèrent ce résultat par la fission nucléaire : la scission du noyau en deux. En décembre 1942, l'équipe d'Enrico Fermi à Chicago réalisa la première réaction en chaîne auto-entretenue dans une pile d'uranium et de graphite.

Origine du nom

Klaproth nomma l'élément d'après Uranus, la planète que William Herschel avait découverte huit ans plus tôt seulement, en 1781. La planète elle-même honore Ouranos, le dieu grec du ciel. Le symbole U en est l'initiale. Les deux éléments suivants, le neptunium et le plutonium, poursuivirent la série planétaire.

Principales utilisations

• Énergie nucléaire : la plupart des réacteurs commerciaux consomment de l'uranium enrichi à environ 3 à 5 % d'uranium 235. La fission complète d'un kilogramme libère autant de chaleur que la combustion de plusieurs milliers de tonnes de charbon.
• Propulsion navale : sous-marins et porte-avions fonctionnent avec des réacteurs compacts à l'uranium.
• Uranium appauvri : ce qui reste après l'enrichissement est surtout de l'uranium 238. Sa très forte densité le rend utile pour les contrepoids d'avion, les blindages contre les rayonnements, les blindages militaires et les munitions perforantes.
• Géochronologie : la datation uranium–plomb est la méthode de référence pour déterminer l'âge des plus anciens minéraux terrestres et des météorites.
• Colorant d'autrefois : aux XIXe et début du XXe siècles, les composés d'uranium donnaient des verres jaune-vert et des émaux céramiques éclatants.

Isotopes

L'uranium naturel se compose d'environ 99,3 % d'uranium 238, 0,72 % d'uranium 235 et d'une trace d'uranium 234. L'uranium 238 a une demi-vie d'environ 4,47 milliards d'années, proche de l'âge de la Terre, tandis que celle de l'uranium 235 est d'environ 704 millions d'années. Seul l'uranium 235 fissionne facilement avec des neutrons lents ; c'est pourquoi le combustible des réacteurs doit être enrichi. Il y a environ 1,7 milliard d'années, lorsque la proportion d'uranium 235 était plus élevée, des gisements d'Oklo, dans l'actuel Gabon, ont fonctionné comme des réacteurs de fission naturels. Lorsque l'uranium 238 absorbe un neutron, il devient finalement du plutonium 239.

Dans la vie quotidienne

L'uranium est partout en petites quantités : les sols typiques en contiennent quelques milligrammes par kilogramme, le granite un peu plus, et l'eau de mer quelques microgrammes par litre. Sa chaîne de désintégration produit le radon, un gaz radioactif qui peut s'accumuler dans les sous-sols mal ventilés et constitue un danger reconnu pour l'air intérieur. Pour l'uranium naturel lui-même, la toxicité chimique pour les reins est généralement plus préoccupante que sa radioactivité. Le « verre à l'uranium » ancien brille d'un vert éclatant sous la lumière ultraviolette.