Quân sự

Urani nghèo được sử dụng trong quân sự với nhiều mục đích khác nhau như các đầu đạn tỉ trọng cao.

Ứng dụng chính của urani trong lĩnh vực quân sự là làm các đầu đạn tỉ trọng cao. Loại đạn này bao gồm hợp kim urani làm nghèo (DU) với 1–2% các nguyên tố khác. Ở vận tốc tác động cao, mật độ, độ cứng và tính tự bốc cháy của đạn bắn ra có thể làm tăng sức phá hủy các mục tiêu bọc sắt hạng nặng. Xe tăng bọc sắt và các loại xe bọc thép khác có thể di chuyển cũng được làm từ các mảnh urani nghèo. Việc sử dụng DU trở thành vấn đề gây tranh cãi về chính trị và môi trường sau khi các loại đạn DU được các nước như Hoa Kỳ, Anh và nhiều nước khác sử dụng trong suốt cuộc chiến tranh vịnh Ba Tư và Balkans. Việc này đã đặt ra câu hỏi rằng liệu còn bao nhiêu hợp chất urani tồn tại trong đất (xem Hội chứng chiến tranh vùng Vịnh).[32]

Urani làm nghèo cũng được sử dụng làm vật liệu chống đạn, dùng trong các container để chứa và vận chuyển các vật liệu phóng xạ. Trong khi bản thân kim loại urani có tính phóng xạ, mật độ cao của urani làm cho nó có khả năng bắt giữ phóng xạ hiệu quả hơn chì từ các nguồn phóng xạ mạnh như radi.[34] Các ứng dụng khác của DU là dùng làm đối tượng cho các bề mặt kiểm soát của phi thuyền, bệ phóng cho các phương tiện phóng trở lại (Trái Đất) và vật liệu làm khiên.[9] Do có tỉ trọng cao, vật liệu này được tìm thấy trong các hệ thống truyền động quán tính và trong các la bàn dùng con quay hồi chuyển.[9] DU còn được ưa chuộng hơn so với các kim loại nặng khác do khả năng dễ gia công và chi phí tương đối thấp.[26]

Trong giai đoạn cuối của chiến tranh thế giới thứ 2, trong chiến tranh lạnh và các cuộc chiến sau đó, urani đã được dùng làm nguyên liệu chất nổ để sản xuất vũ khí hạt nhân. Có hai loại bom phân hạch chính đã được sản xuất: một thiết bị tương đối đơn giản sử dụng urani-235 và loại phức tạp hơn sử dụng plutoni-239 gốc urani-238. Sau đó, các loại bom nhiệt hạch phức tạp hơn và mạnh hơn sử dụng plutoni trong vỏ bọc urani để tạo ra hỗn hợp triti và deuteri để chịu được phản ứng nhiệt hạch đã ra đời.[70]

Dân dụng

Ứng dụng dân dụng của urani chủ yếu là làm nguồn nhiệt điện trong các nhà máy điện hạt nhân.

Ứng dụng chủ yếu của urani trong lĩnh vực dân dụng là làm nhiên liệu cho các nhà máy điện hạt nhân. Một kg urani-235 về lý thuyết có thể tạo ra một năng lượng 80 teraJun (8×1013 Jun), giả thiết rằng chúng phân hạch hoàn toàn; mức năng lượng này tương đương 3000 tấn than.[6]

Các nhà máy điện hạt nhân thương mại sử dụng nhiên liệu urani đã được làm giàu với hàm lượng urani-235 khoảng 3%.[6] Lò phản ứng CANDU là lò thương mại duy nhất có thể sử dụng nhiên liệu urani chưa được làm giàu. Nhiên liệu được sử dụng cho các lò phản ứng của Hải quân Hoa Kỳ là urani-235 đã được làm giàu rất cao. Trong lò phản ứng tái sinh (breeder-reactor), urani-238 cũng có thể được chuyển đổi thành plutoni qua phản ứng sau:[9]

238U (n, gamma) → 239U -(beta) → 239Np -(beta) → 239Pu.Thủy tinh urani bị chiếu tia tử ngoại: một đĩa thủy tinh chuyển sang xanh còn chân đế thủy tinh vẫn không màu.

Trước khi phát hiện ra phóng xạ, urani được sử dụng chủ yếu với một lượng nhỏ trong thủy tinh vàng và đồ gốm, như thủy tinh urani và trong Fiestaware.

Thủy tinh urani được dùng làm vỏ bọc trong tụ điện chân không. Bên trong bóng thủy tinh có một xi-lanh bằng kim loại kết nối với các điện cực.

Việc Marie Curie phát hiện và tách radi trong các quặng urani (pitchblend) đã thúc đẩy việc khai thác mỏ để tách radi, dùng để làm các loại sơn dạ quang trên các con số của đồng hồ và bàn số trên máy bay.[71] Điều này làm cho một lượng lớn urani trở thành chất thải, vì mỗi 3 tấn urani chỉ tách ra được 1 gram radi. Lượng chất thải này đã được chuyển hướng đến ngành công nghiệp thủy tinh, làm cho thủy tinh urani rất rẻ và phổ biến. Bên cạnh thủy tinh gốm, còn có gạch urani được sử dụng phổ biến trong nhà tắm và bếp, các loại này có thể được sản xuất với nhiều màu khác nhau như lục, đen, lam, đỏ và các màu khác.

Urani cũng được sử dụng làm hóa chất nhiếp ảnh (đặc biệt là urani nitrat để làm nước cân bằng da).[9]

Việc phát hiện ra tính phóng xạ của urani mở ra những ứng dụng thực tế và khoa học của nguyên tố này. Chu kỳ bán rã dài của đồng vị urani-238 (4,51×109 năm) làm cho nó trở nên thích hợp trong việc sử dụng để định tuổi các đá macma cổ nhất và các phương pháp định tuổi phóng xạ khác, như định tuổi urani-thori và định tuổi urani-chì. Kim loại urani được sử dụng trong máy X-quang để tạo ra tia X năng lượng cao.[9]