원소기호 U, 원자번호 92, 원자량 238.0289, 지각중의 존재도 2.7ppm(47위), 안정핵종 존재비 U=0.0057%, U=0.7196%, U=99.276%, 녹는점 1,133℃ , 끓는점 3,818℃, 비중 19. 050( -우라늄), 18.11(-우라늄, 720℃), 18.06( -우라늄, 805℃ ), 전자배치 [Rn] 5 6 7, 중요 산화수 2, 3, 4, 5, 6. 악티늄족 원소에 속하는 방사성 원소의 하나. 천연으로 존재하는 원소 중에서 최대의 원자번호를 가졌다.

1789년 독일의 M. H. 클라프로트가 섬(閃)우라늄석(피치블렌드) 속에 함유되어 있는 것을 발견하여 81년 토성의 바깥쪽에서 발견된 새 행성인 천왕성(Uranus)의 이름을 따서 명명 했다.

이 명명은 후에 러시아의 D. I. 멘델레예프가 제시한 주기율표의 맨 아래에 놓인 이 원소에 어울리게 인공합성된 93번 원소 및 94번 원소가 넵투늄(해왕성 ; Neptune) 및 플루토늄(명왕성 ; Pluto)이라 명명되는 계기가 되었다.

홑원소물질 금속은 1842년에 프랑스의 E. M. 펠리고에 의해 분리되었는데, 96년 프랑스의 A. H. 베크렐이 검은 종이로 차광된 사진건판이 우라늄 화합물에 의해 감광(感光)하는 현상을 발견, 그것이 방사능 발견의 실마리가 되었다.

질량수 227에서 240에 이르는 14종의 인공동위원소가 알려져 있으며 모두 방사성이다.

천연동위원소로는 234, 235(악티노우라늄 AcU). 238(우라늄 IUI) 등 반감기가 긴 3종이 존재하며 238이 99% 이상을 차지한다.

지각 중에는 저농도로 널리 분포하며, 금이나 온도보다도 원소존재도가 크다.

그러나 농축된 광상은 비교적 적어서 섬우라늄석 및 우라늄 운모족(雲母族)의 광물을 포함하는 광석이 중요한 자원이 되며 캐나다 · 남아프리카 · 미국 · 소련 · 오스트레일리아 · 브라질 등에서 산출된다.

바닷물 중에도 수 ppb 함유되어 있어 이것을 농축, 회수하는 방법도 검토되고 있다.

〔제법〕원광석(原鑛石)의 종류에 따라 적당한 산 · 염기 처리를 하면 우라늄은 우라늄산염으로서 황갈색의 괴상물질(塊狀物質)이 된다.

이것을 옐로케이크라 한다.

이 옐로케이크를 산에 용해시켜 용매추출법(溶媒抽出法) · 이온교환법 · 전해환원법(電解還元法) 등으로 정제한 후 사플루오르화우라늄(UF)으로 만들어 이것을 환원하면 금속 우라늄을 얻는다.

〔핵연료〕1934년 E. 페르미 등은 우라늄을 중성자조사(中性子照射)하면 선이 방출된다는 것을 발견했다(천연 우라늄의 동위원소는 모두 붕괴한다).

그러나 당시 그 이유는 명확하지 않았다.

38년 독일의 O. 한과 F. 슈트라스만은 우라늄을 열중성자 조사하면 우라늄의 원자핵이 분열하여 크립톤이나 바륨 등 원자번호가 우라늄보다 작은 원소의 방사성 동위원소가 생기는 동시에 우라늄의 원자핵 속에서 핵자(核子 : 양성자 · 중성자)를 응집시키고 있던 에너지의 일부도 방출된다는 것을 발견했다.

39년 페르미는 이 핵분열 때에는 중성자가 생성되며 그것을 이용하면 핵분열반응을 연쇄적으로 진행시키고, 따라서 다량의 에너지를 연속적으로 얻을 가능성이 있다는 것을 시사했다.

그 후 많은 연구자가 그 가능성에 도전하여 먼저 중성자가 실제로 발생한다는 것이 밝혀지고 이어서 열중성자에 의해 분열하는 것은 우라늄 235라는 것도 알려졌으며, 또 우라늄 238이 플루토늄 239로 변환되어 그 붕괴에 의해서 우라늄 235를 얻을 가능성도 제시되었다.

42년 12월 2일 페르미 등의 연구 그룹은 시카고 대학의 운동경기장 스탠드의 지하에서 인공제어핵분열연쇄반응(人工制御核分裂連鎖反應) 실험에 성공했다.

현재 이 경기장은 헐리고 그 자리에는 조그만 기념비가 남아 있을 뿐이지만, 이 실험이 인류에게 미친 영향은 매우 크다.

현재의 우라늄을 핵연료로 하는 원자로에서는 우라늄 235가 이용되는데, 그 천연의 존재비는 약 0.7%에 지나지 않으며, 그것을 이용하기 전에는 235동위원소를 농축한다.

기체의 분자운동 속도는 분자량의 제곱근에 반비례하기 때문에 플루오르화우라늄(Ⅵ)으로의 UF과 UF과의 확산속도의 차이를 이용하는 가스확산법이 채택되었다.

그러나 이 방법은 이론적 분리계수(두 분자의 질량비의 제곱근)가 1.0043으로 작아 대량의 전력과 물을 필요로 한다.