II.

性質

化学反応性の高い元素で、空気中では表面が黒く酸化する。粉末は空気中で熱すると発火して酸化ウランになる。水とも反応して水素を発生する。水素とは250°Cで、窒素とは400°C以上で反応し、それぞれ水素化ウランUH₃、窒化ウランUN₂となる。ハロゲンとは容易に反応し、ハロゲン化物を生成する。硫黄とも直接反応する。塩酸、硝酸をはじめ、ほとんどの酸に溶解するが、アルカリ溶液にはとけない。

ウランには3種類の結晶構造があり、常温では強度の高いアルファ型だが、668°Cの温度で、もろいベータ型にかわり、さらに775°Cでやわらかいガンマ型になる。

ウランの化合物は、3～6価の酸化数(→酸化と還元の「酸化数」)をもつが、おもなものは4価と6価の化合物である。6価の化合物がもっとも安定で、三酸化ウランUO₃、塩化ウラニルUO₂Cl₂などがあげられる。4価の化合物には、四塩化ウランUCl₄、二酸化ウランUO₂などがあげられるが、安定度はややおとり、空気中ではしだいに酸化されて6価の化合物にかわる。

質量数のことなる天然同位体と存在比は、²³⁴U(ウラン234：0.0054%)、²³⁵U(0.7204%)、²³⁸U(99.2742%)である。また、10種類以上の人工の放射性同位体が存在する。

天然ウランで、核燃料に必要な核分裂性のものは、²³⁸Uである。²³⁸Uは、おそい中性子を衝突させると2個の原子核に分裂し、1個以上の中性子を放出する。このとき、原子核を結合させていたエネルギーが解放される。ウラン原子の核分裂で放出された中性子が、別のウラン原子に衝突してふたたび核分裂をひきおこすように条件をととのえると、連鎖的に核分裂が進行し、膨大なエネルギーを生みだすことになる。→ 核エネルギー