O urânio é um elemento químico de símbolo U e de massa atômica igual a 238 u, apresenta número atômico 92 (92 prótons e 92 elétrons), é um elemento natural e comum, muito mais abundante que a prata, abundância comparável à do molibdênio e arsênio, porém, quatro vezes menos abundante que o tório (ver: Reator de tório).
À temperatura ambiente, o urânio encontra-se no estado sólido. É um elemento metálico radioativo pertencente à série dos actinídeos.
Foi descoberto em 1789 pelo alemão Martin Klaproth na Alemanha. Foi o primeiro elemento onde se descobriu a propriedade da radioatividade. Seus isótopos mais comuns têm uma meia-vida longa (~4,5 bilhões de anos para o urânio-238 e ~700 milhões de anos para o urânio-235).
O Urânio é utilizado em indústria bélica (bombas atômicas e no secundário para bombas de hidrogênio), e como combustível em usinas nucleares para geração de energia elétrica.
A Agência Internacional de Energia Atómica, estimou as reservas mundiais de urânio em 5,4 milhões de toneladas em todo mundo em 2009, sendo que 31% está na Austrália, 12% no Cazaquistão, 9% no Canadá e 9% na Rússia. A produção mundial subiu cerca de 50 000 toneladas em 2009 comparando com 2008, sendo os maiores produtores em 2009 o Cazaquistão (28%), o Canadá (20%), a Austrália (16%), a Namíbia (9%), a Rússia (7%), o Níger (6%) e Uzbequistão (5%).
A nova mina de mineração Tumalapalli revelada à imprensa em agosto de 2011, está localizada no Estado de Andhra Pradesh, no sul da Índia, e pode se tornar a maior reserva de Urânio do mundo. Segundo o Departamento de Energia Atômica da Índia, é confirmado que a mina contém 49 mil toneladas de minério. No entanto há indicações de que esta quantidade total seja três vezes maior que isso, o que alcançaria uma capacidade total de produção de 150 mil toneladas. Assim, passaria a ser a maior do mundo, ainda que se tratando de urânio de baixo grau.
História Reator natural thumb|Reator nuclear natural de Oklo: 1. Área onde ocorreram reações de fissão. 2. Arenito. 3. Minério de urânio. 4. Granito.|303x303px Em 1972 o físico francês Francis Perrin descobriu em Oklo, no Gabão, um depósito de urânio onde, há cerca de dois bilhões de anos, ocorreram de forma natural reações de fissão do isótopo U-235. Esse reator natural funcionou ao longo de centenas de milhares de anos, liberando uma potência média inferior a 100 kW. A reação em cadeia era controlada naturalmente, permitindo o seu funcionamento durante tanto tempo sem provocar uma explosão nuclear.
Uso durante a sua pré-descoberta Antes de sua descoberta, o urânio natural, sob a forma de dióxido de urânio, era usado como corante em tintas e esmaltes dando uma cor amarelada, se adicionado ao vidro, o deixava verde e luminescente. Este uso remonta até ao ano de 79 antes de Cristo.
Descoberta left|miniatura|Imagem criada pelo urânio sobre a chapa fotográfica, que fez Henri supor a existência da radiação.|244x244px A descoberta do urânio é creditada ao cientista alemão Martin Heinrich Klaproth em 1789. Quando estava em seu laboratório experimental em Berlim, Klaproth foi capaz de precipitar um composto amarelo (provavelmente diuranato de sódio) através da dissolução da uraninita em ácido nítrico e neutralizar a solução com hidróxido de sódio. Klaproth achou que a substância amarela era o óxido de um elemento ainda não descoberto, e aquecido com carvão vegetal para a obtenção de um pó preto, que ele pensou ser o metal descoberto recentemente em si (na verdade, o pó era um óxido de urânio). Ele nomeou o novo elemento descoberto em honra ao planeta Urano, que tinha sido descoberto havia oito anos por William Herschel (que tinha chamado o planeta após o primordial deus grego do céu Urano).
Em 1841, Eugène-Melchior Peligot, Professor de Química Analítica no Conservatoire National des Arts et Métiers (Central School of Arts and Manufactures), em Paris, isolou a primeira amostra de urânio metálico por aquecimento de tetracloreto de urânio com potássio. O urânio não era visto como particularmente perigoso durante a maior parte do século XIX, levando ao desenvolvimento de várias utilizações para o elemento. Um tal uso para o óxido foi citado, mas já não era secreta a coloração da cerâmica e do vidro.
Henri Becquerel descobriu a radioatividade usando urânio em 1896. Becquerel fez a descoberta, em Paris, deixando uma amostra de um sal de urânio, K2 UO2 (SO4)2, em cima de uma chapa fotográfica não exposta numa gaveta e observando que a placa havia se tornado "enevoada". Ele determinou que uma forma de luz invisível ou raios emitidos pelo urânio tinha exposto a chapa criando acidentalmente a imagem.
Pesquisa da fissão e Projeto Manhattan left|miniatura|245x245px|Little Boy Uma equipe liderada por Enrico Fermi bombardeou urânio com nêutrons, produzindo partículas β e o elemento 93, o netúnio e através do decaimento beta, o elemento 94 chamado de plutônio. Os produtos da fissão do U-235 foram confundidos com os novos elementos criados pelo U-238.
As experiências que conduziram à descoberta da capacidade do urânio para a fissão (quebra instantânea) em elementos mais leves e liberação de energia de ligação foi realizada por Otto Hahn e Strassmann Fritz no laboratório de Hahn em Berlim. Lise Meitner e seu sobrinho, o físico Otto Robert Frisch, publicaram a explicação física do processo em fevereiro de 1939 e nomearam o processo fissão nuclear. Logo depois, Fermi postulou que a fissão do urânio pode liberar nêutrons suficiente para sustentar uma reacção de fissão. A confirmação desta hipótese veio em 1939 e, posteriormente, o trabalho levou a concluir que, em média, cerca de 2,5 nêutrons são liberados por cada fissão de U-235, um raro isótopo de urânio, trabalham ainda que o mais comum isótopo do urânio-238 pode ser transmutado em plutônio, que, como o urânio-235, também é fissionável por nêutrons térmicos. Essas descobertas levaram vários países para começar a trabalhar no desenvolvimento de armas nucleares e energia nuclear (ver: Programa japonês de armas nucleares e Projeto de energia nuclear alemão). Em 1942 outra equipe liderado por Enrico Fermi, conseguiu obter a primeira reação em cadeia artificial.
Em 1945 a primeira bomba atômica usada em Guerra e também a primeira bomba de urânio, o Little Boy, foi usado em Hiroshima, contra o Japão, na Segunda Guerra Mundial gerando 15 quilotons de TNT, após essa bomba poucas outras bombas foram feitas de uranio puro, como por exemplo a W9 que rendeu o mesmo que o Little Boy mas era bem menor.
Tuballoy e Oralloy Durante o Projeto Manhattan teve-se a necessidade de sigilo, então os termos chave durante a pesquisa para criar armas nucleares foram codificados, o urânio empobrecido recebeu a alcunha de Tuballoy, ja o urânio enriquecido, recebeu a alcunha de Oralloy em referência a Oak Ridge, o local onde o urânio era enriquecido, esses termos ainda hoje são largamente utilizados.
Características principais miniatura|left|Minério de urânio|247x247px Quando refinado o urânio é branco metálico, com uma radioatividade ligeiramente maior que a do aço, fortemente eletropositivo e pobre condutor elétrico. É maleável, ductil e levemente paramagnético, fica muito denso, sendo 70% mais denso que o chumbo e pouco menos denso que o ouro. O urânio metálico reage com todos os elementos não metálicos e seus respectivos compostos, a reatividade aumenta com a temperatura. Ácido clorídrico e ácido nítrico corroem o urânio, mas o ácidos não oxidantes o dissolvem muito lentamente, quando dissolvido pode reagir com água fria, se exposto ao ar ele forma uma escura camada de dióxido de urânio.
O urânio é o último elemento químico natural da tabela periódica. É o átomo com o núcleo mais pesado que existe naturalmente na Terra: contem 92 prótons e 135 a 148 nêutrons. Quando puro, é um sólido, metálico e radioativo, muito duro e denso, de aspecto cinza a branco prateado, muito semelhante à coloração do níquel.
Pensava-se que a uraninita era um minério de zinco, ferro ou tungstênio. No entanto, Klaphroth, em 1789, comprovou a existência de uma "substância semi-metálica" nesse minério. Chamou ao metal "urânio" em honra à descoberta feita por Herschel em 1781 do planeta Urano. Mais tarde, Péligot provou que Klaphroth apenas tinha conseguido isolar o óxido e não o metal e em 1842 conseguiu isolar o urânio metálico. O urânio foi o primeiro elemento no qual se descobriu a propriedade da radioatividade. Esta descoberta foi feita por Antoine Henri Becquerel em 1896.
Propriedades Propriedades físicas Muito pesado e denso, branco prateado com brilho metálico brilhante. Em sua forma pura é um pouco mais suave do que o aço, dúctil, flexível, tem uma pequena propriedade paramagnética. o urânio têm três formas alotrópicas: alfa, prismáticos, estável até 667,7 °C, beta, quadrado, estável de 667,7 °C a 774,8 °C, Gama, com um corpo centrado e estrutura cúbica, 774,8 °C é ponto de fusão da forma alotrópica gama: α(ortorrômbica) estável até ±660 °C β(tetragonal) estável a partir de ±660 °C a ±760 °C γ(corpo centrado cúbico) de ponto de fusão de ±760 °C, é o estado mais maleável e dúctil.
Propriedades químicas miniatura|Valências III (roxo), IV (verde), V (instável) e VI (amarelo) do urânio
O urânio tem uma grande afinidade com elementos não metálicos, como nitrogênio, carbono, enxofre e principalmente com o oxigênio, e na presença deste pode se inflamar instantaneamente formando óxidos, o mesmo efeito pode ser obtido com o plutônio que também tem a mesma afinidade com elementos não metálicos.
Esta afinidade com não metais, fez com que este se ligasse rapidamente com elementos leves, formando uma molécula com leveza ligeiramente maior que níquel e ferro, isso o salvou de ser levado ao núcleo da terra durante a atração gravitacional. Ele possui quatro possíveis estados de valência: III, IV, V e VI. As valências IV e VI são as mais comuns em minerais. Os ions uranila (), dissolvem muito bem em ácidos, como por exemplo ácido nítrico e acido fluoridríco, sais de uranila quando em nitrato de uranila dissolvem. A equação para a dissolução do íon uranilo em sal de uranila em ácido nítrico é:
O urânio consegue comportar ate ligações tetravalentes, ele geralmente consegue arrancar átomos de hidrogênio de sais, soluções e minerais de metais como: mercúrio, prata, cobre, estanho, platina e ouro.
Fissão Em 1934, Enrico Fermi e os seus colaboradores observaram que o bombardeamento de urânio com nêutrons, produzia emissão de partículas beta. Esta reação só seria explicada em 1938, por Otto Hahn e Fritz Strassmann. Estes investigadores concluíram que o urânio bombardeado com nêutrons dava origem a isótopos de elementos mais leves, como o criptônio ou o bário, por fissão do seu núcleo, liberando-se uma grande quantidade de energia. Entretanto, Fermi sugeriu que a fissão produzia novos nêutrons que poderiam originar novas fissões noutros núcleos e assim tornar a reação autossustentada. Este fato foi comprovado por F. Joliot, Leo Szilard e H.L. Anderson, em 1939.
A primeira reação nuclear de fissão autossustentada foi realizada por Fermi, na Universidade de Chicago, em dezembro de 1942. Para tal, Fermi e os seus colaboradores, utilizaram 400 toneladas de grafite, seis toneladas de urânio e 58 toneladas de óxido de urânio.
O primeiro teste de uma arma nuclear baseada na fissão do plutônio foi realizado em Alamogordo, Novo México, em 16 de julho de 1945, só depois em 6 de agosto de 1945 que a primeira bomba baseada na fissão do urânio foi detonada em Hiroshima, Japão.
Ocorrência Mineração 290px|miniatura|direita|Países produtores de urânio