Uranium (U)
Le cœur des centrales et des bombes : un caillou qui contient l'énergie d'une étoile morte.
L'uranium est le plus lourd des éléments présents en abondance dans la nature. Faiblement radioactif, il est surtout célèbre parce que l'un de ses isotopes, l'uranium 235, peut se briser en deux (fission) en libérant une énergie colossale : un gramme fissionné équivaut à près de trois tonnes de charbon brûlées. Cette propriété alimente les centrales nucléaires — environ 65 à 70 % de l'électricité en France — et a servi à la bombe d'Hiroshima. Il a été forgé dans des explosions stellaires et des fusions d'étoiles à neutrons, bien avant la naissance du Soleil.
- Numéro atomique
- 92
- Symbole
- U
- Masse atomique
- 238,03 u
- Famille
- Actinides
- État à 0 °C
- Solide
- Découverte
- 1789, Martin Heinrich Klaproth
Origine du nom
De la planète Uranus, découverte peu avant.
À quoi il ressemble
Métal gris argenté, très dense (19,1 g/cm³, presque autant que l'or), qui se ternit en noir à l'air. Finement divisé, il s'enflamme spontanément. Ses composés sont souvent jaunes ou verts, d'où le « yellowcake », poudre de concentré d'uranium.
Où le trouve-t-on ?
Environ 2 à 3 ppm dans la croûte terrestre, soit plus que l'étain ou l'argent. L'eau de mer en contient environ 3 microgrammes par litre, ce qui représente au total plus de 4 milliards de tonnes. Le corps humain en contient en moyenne quelques dizaines de microgrammes, apportés par l'alimentation et l'eau.
Comment on le produit
Il est extrait de mines à ciel ouvert ou souterraines, ou de plus en plus par lixiviation in situ : on injecte une solution dans le gisement pour dissoudre l'uranium et on la pompe. Le minerai donne du yellowcake, ensuite converti puis enrichi : l'uranium naturel ne contient que 0,7 % d'uranium 235, alors que les réacteurs en demandent 3 à 5 % (et les armes environ 90 %).
À quoi sert-il ?
- Combustible des centrales nucléaires et des sous-marins à propulsion nucléaire
- Armes nucléaires (uranium hautement enrichi)
- Uranium appauvri : blindages et obus perforants
- Uranium appauvri : contrepoids dans l'aéronautique et écrans anti-radiations
- Datation des roches les plus anciennes (méthode uranium–plomb)
Au quotidien
- L'électricité de votre prise, en France majoritairement d'origine nucléaire
- Verres à l'uranium (« verre vaseline ») qui fluorescent en vert sous UV
- Anciennes céramiques à glaçure orange (années 1930–1940)
- Le granit de votre plan de travail ou de certaines maisons bretonnes
Rôle dans le vivant
Aucun rôle biologique. Il est surtout toxique chimiquement, comme un métal lourd, et s'attaque aux reins. Pour l'uranium naturel ou appauvri, cette toxicité chimique est plus préoccupante que sa faible radioactivité.
Dangers
L'uranium naturel est faiblement radioactif et peut être tenu en main brièvement sans danger notable. Les risques viennent surtout de l'inhalation de poussières, de sa toxicité rénale et du radon qui s'échappe des minerais et des mines. L'uranium enrichi pose un risque de criticité : en quantité suffisante, une réaction en chaîne peut démarrer.
Histoire
En 1789, le chimiste allemand Martin Heinrich Klaproth extrait de la pechblende un oxyde qu'il nomme d'après Uranus, planète découverte huit ans plus tôt. Le Français Eugène-Melchior Péligot isole le métal en 1841. En 1896, Henri Becquerel découvre la radioactivité grâce à des sels d'uranium posés sur une plaque photographique. En 1938, Otto Hahn et Fritz Strassmann observent la fission, interprétée par Lise Meitner et Otto Frisch ; le premier réacteur, de Fermi, diverge à Chicago en 1942.
Le saviez-vous ?
- Il y a deux milliards d'années, à Oklo au Gabon, des gisements d'uranium ont fonctionné spontanément comme des réacteurs nucléaires naturels pendant des centaines de milliers d'années ; le CEA français l'a découvert en 1972.
- La bombe d'Hiroshima contenait environ 64 kg d'uranium enrichi, mais moins d'un kilogramme a effectivement fissionné.
- L'uranium et le thorium qui se désintègrent dans le manteau fournissent une bonne partie de la chaleur interne de la Terre.
- Le verre à l'uranium, très en vogue au XIXe siècle, brille d'un vert fluo spectaculaire sous lampe UV.