Free Press

ウラン（U）、周期律表のアクチノイド系列の放射性化学元素、原子番号92。 重要な核燃料です。

ブリタニカクイズ

ウランは地殻の100万分の2程度を占めています。 重要なウラン鉱物は、ピッチブレンデ（不純物U3O8）、ウラニナイト（UO2）、カルノタイト（カリウムウランバナデート）、オートナイト（カルシウムウランリン酸塩）、トルバーナイト（銅ウランリン酸塩）などがあります。 これらの回収可能なウラン鉱石は、核燃料の原料として、化石燃料の何倍ものエネルギーを持っている。 5237>

ウラン鉱床に関する追加情報、採掘、精製、および回収技術については、ウラン処理を参照されたい。

ウランは緻密で硬い金属元素で、色は銀白色をしています。 延性があり、可鍛性で、高い研磨が可能です。 空気中では変色し、細かく分割すると炎に包まれます。 電気伝導性は比較的低い。 1789年にドイツの化学者Martin Heinrich Klaprothが発見し、当時発見されたばかりの惑星ウラヌスにちなんで命名したが、金属自体はフランスの化学者Eugène-Melchior Péligotが四塩化ウラン（UCl4）をカリウムで還元して初めて分離した（1841）

1869年にロシアの化学者ドミトリー・メンデレーエフが周期系を定式化したことにより、ウランが最も重い化学元素として注目され、1940年に最初の超ウラン元素ネプツニウムが発見されるまでその地位を保っていました。 1896年、フランスの物理学者アンリ・ベクレルがウランから「放射能」という現象を発見し、1898年、フランスの物理学者マリー・アンド・ピエール・キュリー夫妻がこの言葉を初めて使った。 この性質は、後に他の多くの元素でも発見された。 現在では、ウランはすべての同位体で放射能を持ち、天然にはウラン238（99.27％、半減期45億年）、ウラン235（0.72％、半減期71億年）、ウラン234（0.006％、半減期247千年）の混合物で構成されていることが分かっている。 これらの長い半減期を利用して、ある種のウランを含む岩石中のウランの最終崩壊産物である鉛の量を測定することにより、地球の年齢を決定することができるのである。 ウラン238は放射性ウラン崩壊系列の親核、ウラン234は娘核の一つであり、ウラン235はアクチニウム崩壊系列の親核である。

ウランは、ドイツの化学者オットー・ハーンとフリッツ・シュトラスマンが1938年末に低速中性子を照射されたウランの核分裂現象を発見してから、激しい研究と幅広い関心の対象になった。 イタリア生まれのアメリカの物理学者エンリコ・フェルミは、核分裂生成物の中に中性子が含まれていて、連鎖反応として核分裂を継続できる可能性を示唆した（1939年初頭）。 ハンガリー生まれのアメリカの物理学者レオ・シラード、アメリカの物理学者ハーバート・L・アンダーソン、フランスの化学者フレデリック・ジョリオ・キュリーらはこの予測を確認し（1939年）、その後の調査で、核分裂時に原子1個あたり平均21/2個の中性子が放出されることが判明した。 これらの発見は、最初の自立した核連鎖反応（1942年12月2日）、最初の原爆実験（1945年7月16日）、最初の原爆投下（1945年8月6日）、最初の原子力潜水艦（1955）、最初のフルスケール原子力発電（1957）へとつながっている。

核分裂は、比較的希少な同位体であるウラン235（天然に存在する唯一の核分裂性物質）中の遅い中性子で起こり、その様々な用途のために豊富な同位体ウラン238から分離されなければならない。 しかし、ウラン238は中性子を吸収して負のベータ崩壊を起こした後、低速中性子で核分裂する合成元素プルトニウムに変換される。 したがって、天然ウランは、希少なウラン235で核分裂を維持し、同時にウラン238の核変換でプルトニウムを製造する転換炉や増殖炉に使用することが可能である。 核分裂性ウラン233は、自然界に豊富に存在する核分裂性のないトリウム同位体トリウム232から核燃料として合成することができる。

ウランは強い電気陰性で水と反応し、酸には溶けるがアルカリには溶けない。 酸化状態は、+4（酸化物UO2、四ハロゲン化物UCl4、緑色の水性イオンU4+）と+6（酸化物UO3、六フッ化UF6、黄色のウラニルイオンUO22+）が重要である。 水溶液中では、ウランは直鎖構造の2+であるウラニルイオンとして最も安定である。 ウランには+3状態や+5状態もありますが、それぞれのイオンは不安定です。 赤いU3+イオンは、溶存酸素のない水中でもゆっくりと酸化します。 UO2+イオンは非常に希薄な溶液中でも不均化（UO2+がU4+に還元されると同時にUO22+に酸化される）するので、その色は不明です。

ウラン化合物はセラミックの着色剤として使用されています。 六フッ化ウラン(UF6)は25℃での蒸気圧が115torr=0.15atm=15,300Paと異常に高い固体です。 UF6は化学的に非常に反応性が高いのですが、蒸気状態では腐食性があるにもかかわらず、ウラン235とウラン238を分離するガス拡散法やガス濃縮法に広く使用されています。

有機金属化合物は、金属と有機基をつなぐ金属-炭素結合がある、興味深く重要な化合物の一群です。 ウラノセンは、シクロオクタテトラエンC8H8に関連した2つの有機環状層にウラン原子を挟んだ有機ウラン化合物U(C8H8)2である。 1968年に発見され、有機金属化学の新しい分野を開いた。