Trichlorure d'uranium

Le trichlorure d'uranium, également appelé chlorure d'uranium(III), est un composé chimique de formule UCl₃ qui se présente sous la forme d'un solide cristalline de couleur verte. Il est notamment formé lors du traitement du combustible nucléaire usé.

Trichlorure d'uranium
__ U3+     __ Cl− Maille cristalline du trichlorure d'uranium
Identification
Nom UICPA	trichloro-uranium
Synonymes	chlorure d'uranium(III)
No CAS	10025-93-1
PubChem	167444
SMILES	Cl[U](Cl)Cl PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1S/3ClH.U/h3*1H;/q;;;+3/p-3 InChIKey : SAWLVFKYPSYVBL-UHFFFAOYSA-K
Apparence	solide cristallin vert
Propriétés chimiques
Formule	Cl3UUCl3
Masse molaire	344,388 ± 0,006 g/mol Cl 30,88 %, U 69,12 %,
Propriétés physiques
T° fusion	837 °C
T° ébullition	1 657 °C
Masse volumique	5,5 g·cm-3
Cristallographie
Système cristallin	Hexagonal
Symbole de Pearson	$hP8\,$
Classe cristalline ou groupe d’espace	P63/m (no 176) hexagonal Hermann-Mauguin : $P\ 6_{3}/m\,$ Schoenflies : $C_{6h}^{2}\,$
Précautions
Composé radioactif
SGH
Danger H300, H330, H373 et H411 H300 : Mortel en cas d'ingestion H330 : Mortel par inhalation H373 : Risque présumé d'effets graves pour les organes (indiquer tous les organes affectés, s'ils sont connus) à la suite d'expositions répétées ou d'une exposition prolongée (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H411 : Toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Préparation

On peut le synthétiser de deux façons différentes à partir du tétrachlorure d'uranium UCl₄ :

• en ajoutant UCl₄ sur de l'uranium métallique dans un mélange de chlorure de sodium et de chlorure de potassium à 670-710 °C :

3 UCl₄ + U → 4 UCl₃,

• en chauffant UCl₄ dans l'hydrogène :

2 UCl₄ + H₂ → 2 UCl₃ + 2 HCl.

Le trichlorure d'uranium réagit avec le tétrahydrofurane (THF) et le méthylcyclopentadiène sodium pour donner divers complexes métallocènes d'uranium (uranocène). UCl₃ est également utilisé comme catalyseur de la réaction entre le tétrahydruroaluminate de lithium LiAlH₄ et les alcènes pour donner des aluminates d'alkyles.

Utilisation

Le trichlorure d'uranium fondu est la forme principale sous laquelle l'uranium des combustibles nucléaires usagés est recyclé dans le cadre des procédés pyrochimiques (ces procédés utilisent des sels chlorure fondu à haute température en tant que solvant). Néanmoins, ces procédés ne sont utilisés au mieux qu'à des échelles pilotes, le recyclage des combustibles irradiés étant majoritairement réalisé par des procédés hydrométallurgiques, comme le procédé PUREX mis en œuvre en France dans l'usine de la Hague.