Летучесть фторидов - Fluoride volatility
Летучесть фторидов это тенденция очень фторированные молекулы к испарять при сравнительно низких температурах. Гептафториды, гексафториды и пентафториды имеют гораздо более низкие точки кипения, чем более низкиевалентность фториды. Наиболее дифториды и трифториды имеют высокие температуры кипения, в то время как большинство тетрафториды и монофториды попадают между ними. Термин «летучесть фторида» жаргон используется, в частности, в контексте разделения радионуклиды.
Волатильность и валентность
Валентности поскольку большинство элементов основаны на самом высоком из известных фторидов.
Грубо говоря, летучесть фторида может быть использована для удаления элементов с валентностью 5 или выше: уран, нептуний, плутоний, металлоиды (теллур, сурьма ), неметаллы (селен ), галогены (йод, бром ), а средний переходные металлы (ниобий, молибден, технеций, рутений, и возможно родий ). Эта фракция включает актиниды, которые легче всего использовать в качестве ядерного топлива в тепловой реактор, и два долгоживущие продукты деления лучше всего подходит для утилизации путем трансмутации, TC-99 и I-129, а также Se-79.
благородные газы (ксенон, криптон ) являются летучими даже без фторирования и не будут конденсироваться, кроме как при гораздо более низких температурах.
Остались позади щелочных металлов (цезий, рубидий ), щелочноземельные металлы (стронций, барий ), лантаноиды, остальные актиниды (америций, кюрий ), осталось переходные металлы (иттрий, цирконий, палладий, серебро ) и постпереходные металлы (банка, индий, кадмий ). Эта фракция содержит продукты деления, представляющие радиационную опасность в масштабе десятилетий (CS-137, SR-90, См-151 ), оставшиеся четыре долгоживущие продукты деления CS-135, Zr-93, Pd-107, Sn-126 из которых только последний излучает сильное излучение, большая часть нейтронные яды, а высшие актиниды (америций, кюрий, калифорний ), которые представляют собой радиационную опасность в масштабе сотен или тысяч лет и с которыми трудно работать из-за гамма-излучения, но они могут расщепляться в быстрый реактор.
Методы переработки
Оксиды урана реагировать с фтором с образованием газообразного гексафторид урана, большинство из плутоний реагирует с образованием газообразного гексафторида плутония, большая часть продукты деления (особенно электроположительные элементы: лантаноиды, стронций, барий, иттрий, цезий ) образуют нелетучие фториды. Немногое количество металлов в продуктах деления ( переходные металлы ниобий, рутений, технеций, молибден, а галоген йод ) образуют летучие (точка кипения <200 ° C) фториды, которые сопровождают гексафториды урана и плутония, вместе с инертные газы. Дистилляция затем используется для отделения гексафторида урана от смеси.[1][2]
Нелетучий щелочной продукты деления и второстепенные актиниды наиболее подходит для дальнейшей обработки сухим электрохимический обработка (пирохимический ) неводные методы. В лантаноид фториды трудно растворяются в азотная кислота используется для водных методов переработки, таких как PUREX, ДИАМЕКС и SANEX, которые используют экстракция растворителем. Летучесть фторидов - это только один из нескольких пирохимических процессов, предназначенных для переработки использованного ядерного топлива.
В Ржежский институт ядерных исследований в Ржеж в Чехия протестировали винтовые дозаторы, которые подавали измельченный оксид урана (имитирующий использованные топливные гранулы) во фторирующую установку, где частицы сжигались в газообразном фторе с образованием гексафторид урана.[3]
Таблица соответствующих свойств
| Фторид | Z | Кипячение ° C | Плавление ° C | Ключ период полураспада | Урожай |
|---|---|---|---|---|---|
| SeF6 | 34 | −46.6 | −50.8 | 79Se: 65ки | .04% |
| TeF6 | 52 | −39 | −38 | 127 кв.м.Te: 109d | |
| ЕСЛИ7 | 53 | 4,8 (1 атм) | 6.5 (трипоинт ) | 129Я: 15,7 млн | 0.54% |
| Минфин6 | 42 | 34 | 17.4 | 99Пн: 2,75 дня | |
| PuF6 | 94 | 62 | 52 | 239Пу: 24ки | |
| TcF6 | 43 | 55.3 | 37.4 | 99Tc: 213ки | 6.1% |
| NpF6 | 93 | 55.18 | 54.4 | 237Np: 2.14май | |
| UF6 | 92 | 56,5 (subl) | 64.8 | 233U: 160ки | |
| RuF6 | 44 | 54 | 106Ру: 374д | ||
| RhF6 | 45 | 70 | 103Rh: стабильный | ||
| ReF7 | 75 | 73.72 | 48.3 | Не FP | |
| BrF5 | 35 | 40.25 | −61.30 | 81Br: стабильный | |
| ЕСЛИ5 | 53 | 97.85 | 9.43 | 129Я: 15,7 млн | 0.54% |
| XeF2 | 54 | 114.25 (subl ) | 129.03 (трипоинт ) | ||
| SbF5 | 51 | 141 | 8.3 | 125Сб: 2,76 г. | |
| RuOF4 | 44 | 184 | 115 | 106Ру: 374д | |
| RuF5 | 44 | 227 | 86.5 | 106Ру: 374д | |
| NbF5 | 41 | 234 | 79 | 95Кол-во: 35d | низкий |
| PdF4 | 46 | 107Pd: 6.5 млн | |||
| SnF4 | 50 | 750 (subl) | 705 | 121 млSn: 44 года 126Sn: 230н. | 0.013% ? |
| ZrF4 | 40 | 905 | 932 (три точки) | 93Zr: 1,5 млн | 6.35% |
| AgF | 47 | 1159 | 435 | 109Ag: стабильный | |
| CSF | 55 | 1251 | 682 | 137CS: 30,2 года 135Cs: 2,3 млн | 6.19% 6.54% |
| BeF2 | 4 | 1327 | 552 | ||
| RbF | 37 | 1410 | 795 | ||
| UF4 | 92 | 1417 | 1036 | 233U: 160ки | |
| FLiBe | 1430 | 459 | стабильный | ||
| FLiNaK | 1570 | 454 | стабильный | ||
| LiF | 3 | 1676 | 848 | стабильный | |
| KF | 19 | 1502 | 858 | 40K: 1,25Гр | |
| NaF | 11 | 1704 | 993 | стабильный | |
| ThF4 | 90 | 1680 | 1110 | ||
| CdF2 | 48 | 1748 | 1110 | 113 кв.м.Кд: 14,1 г. | |
| YF3 | 39 | 2230 | 1150 | 91Y: 58.51d | |
| InF3 | 49 | >1200 | 1170 | ||
| BaF2 | 56 | 2260 | 1368 | 140Ba: 12,75d | |
| TbF3 | 65 | 2280 | 1172 | ||
| GdF3 | 64 | 1231 | 159Gd: 18,5 часов | ||
| PmF3 | 61 | 1338 | 147Вечер: 2,62 года | ||
| EuF3 | 63 | 2280 | 1390 | 155Eu: 4,76 года | |
| NdF3 | 60 | 2300 | 1374 | 147Nd: 11d | |
| ПрФ3 | 59 | 1395 | 143Pr: 13.57d | ||
| CeF3 | 58 | 2327 | 1430 | 144Ce: 285d | |
| SmF3 | 62 | 2427 | 1306 | 151См: 90лет | 0.419% ? |
| SrF2 | 38 | 2460 | 1477 | 90Sr: 29,1 года | 5.8% |
| LaF3 | 57 | 1493 | 140La: 1.68d |
Смотрите также
Примечания
- Отсутствующие верхние фториды:[4]
- ПрФ4 (потому что разлагается при 90 ° C)
- TbF4 (потому что разлагается при 300 ° C)
- CeF4 (потому что разлагается при 600 ° C)
- Без стабильных фторидов: Kr, Xe, Pd[5]
Рекомендации
- ^ Улир, янв. «Опыт переработки сухого ядерного топлива в Чешской Республике» (PDF). ОЭСР Агентство по ядерной энергии. Получено 2008-05-21.
- ^ Улир, янв. «Исследования и разработки пирохимического разделения в Чешской Республике» (PDF). Агентство по ядерной энергии ОЭСР. Получено 2008-05-21.
- ^ Маркварт, Милош. «Разработка дозирования порошка оксида урана для процесса отделения летучести фторида» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 17 ноября 2004 г.. Получено 2008-05-21.
- ^ CRC Справочник по химии и физике, 88-е издание В архиве 2010-07-04 в Wayback Machine. (PDF). Проверено 14 ноября 2010.
- ^ Очистка драгоценных металлов газообразным фтором - Патент 5076839. Freepatentsonline.com. Проверено 14 ноября 2010.
внешняя ссылка
- Исследование электрохимических процессов разделения актинидов и лантаноидов в расплавленных фторидных средах (PDF )
- «Разделение и очистка УФ6 из летучих фторидов ректификацией » (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 13 января 2005 г.
- Дистилляция при низком давлении части соли-носителя топлива из эксперимента в реакторе с расплавленной солью (PDF)
- Использование процесса определения летучести фторидов для извлечения технеция из трансмутированного отработавшего ядерного топлива (PDF)
- Экспертная оценка стратегии определения характеристик трансурановых соединений и загрязнения технецием в хвостовых цилиндрах обедненного гексафторида урана (PDF)
- ФИЗИЧЕСКИЕ КОНСТАНТЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ (PDF)