Urán-hexafluorid | |||
Azonosítás | |||
---|---|---|---|
IUPAC név |
Urán-hexafluorid Urán (VI) -fluorid |
||
N o CAS | |||
N o ECHA | 100,029,116 | ||
PubChem | |||
Mosolyok |
F [U] (F) (F) (F) (F) F , |
||
InChI |
InChI: InChI = 1 / 6FH.U / h6 * 1H; / q ;;;;;; + 6 / p-6 / f6F.U / h6 * 1h; / q6 * -1; m / rF6U / c1 -7 (2,3, 4,5) 6 |
||
Megjelenés | színtelen vagy fehér, fénytelen kristályok. | ||
Kémiai tulajdonságok | |||
Brute formula | UF 6 | ||
Moláris tömeg | 352,01933 ± 0 g / mol F 32,38%, U 67,62%, |
||
Dipoláris pillanat | nem | ||
Fizikai tulajdonságok | |||
T ° fúzió | 64,8 ° C | ||
T ° forráspontú | 56,5 ° C (szublimáció) | ||
Oldékonyság | 20 ° C-os vízben : reakció | ||
Térfogat | 5,09 g · cm -3 szilárd | ||
Telített gőznyomás | át 20 ° C-on : 14,2 kPa | ||
Kritikus pont | 46,6 bar , 232,65 ° C | ||
Hármas pont | 64 ° C , 150 kPa | ||
Termokémia | |||
S 0 szilárd | 228 J K −1 mol −1 | ||
A f H 0 szilárd anyag | −2317 kJ / mol | ||
Elektronikus tulajdonságok | |||
1 re ionizációs energia | 14,00 ± 0,10 eV (gáz) | ||
Kristályográfia | |||
Tipikus szerkezet | Ortorombos | ||
Molekula alakja | Oktaéder | ||
Koordináció | Áloktaéder | ||
Óvintézkedések | |||
Radioaktív vegyület |
|||
SGH | |||
Veszély H300, H330, H373, H411, H300 : Lenyelve halálos H330 : Belélegezve halálos H373 : Ismétlődő expozíció vagy hosszan tartó expozíció károsíthatja a szerveket (sorolja fel az összes érintett szervet, ha ismert) (Adja meg az expozíciós utat, ha meggyőzően bebizonyosodott, hogy más expozíciós út nem okozza a veszély) H411 : Mérgező a vízi élővilágra, hosszan tartó károsodást |
|||
Szállítás | |||
2978 : RADIOAKTÍV ANYAG, URÁN-HEXAFLUORID, nem hasadó vagy hasadó, kivéve |
|||
Kapcsolódó vegyületek | |||
Egyéb kationok |
Tórium (IV) Fluorid Protactinium (V) Fluorid Neptunium (VI) Fluorid Plutónium (VI) Fluorid |
||
Egyéb anionok | Urán (VI) -klorid | ||
Egyéb vegyületek |
Urán- |
||
Egység SI és STP hiányában. | |||
Az urán-hexafluorid (UF 6 ) egy olyan vegyület, amelyet az urándúsítási eljárásban használnak . Ipari felhasználása kapcsolódik a nukleáris üzemanyag-ciklushoz (olyan folyamathoz, amely üzemanyagot termel a nukleáris reaktorok és a nukleáris fegyverek számára ). A kémiai szintézis , amely akkor következik be, miután az urán kitermelésétől , majd ad bemenetet a dúsítási folyamat .
Az urán-hexafluorid szobahőmérsékleten (~ 20 ° C ) szilárd, normál hőmérsékleten és nyomáson (CNTP) szürke kristályként jelenik meg .
Gőznyomása 56,4 ° C-on eléri az 1 atmoszférát . Egy olyan környezetben, nyitott a levegő , akkor szublimál visszafordíthatatlanul.
Folyékony fázisa hármaspontjából jelenik meg, 1,5 atm és 64 ° C ( 337 K ) hőmérsékleten .
A neutron diffrakciót használtuk az UF 6 , MoF 6 és WF 6 szerkezetének meghatározásához 77 K hőmérsékleten.
Az urán radioaktivitása mellett erősen mérgező termék, amely hevesen reagál a vízzel. Párás légkörben vagy víz jelenlétében uranil-fluoriddá (UO 2 F 2 ) és hidrogén-fluoridsá (HF) alakul át. Az átalakulás azonnali és erőszakos, és bőségesen átlátszatlan, irritáló és fullasztó HF-kibocsátással jár.
A termék maró hatású a legtöbb fémre. Gyengén reagál az alumíniummal , vékony AlF 3 réteget képezve, amely aztán ellenáll a korróziónak ( passzivációnak ).
Urán-hexafluorid kimutatták, hogy egy oxidálószer , és Lewis-sav , amely képes kötődni a fluorid , például a reakció a réz -fluorid urán-hexafluorid acetonitrilben úgy gondoljuk, hogy a Cu [UF 7 ] 2 · 5 MeCN.
Szerves kationokat tartalmazó polimer urán (VI) -fluoridokat izoláltunk, és röntgendiffrakcióval jellemeztük .
Az urán-pentafluoridot (UF 5 ) és a diurán-nonafluoridot (U 2 F 9 ) CJ Howard, JC Taylor és AB Waugh jellemezte.
Az urán-trifluoridot J. Laveissiere jellemezte.
Az UOF 4 szerkezetét JH Levy, JC Taylor és PW Wilson írta le.
Az összes többi urán-fluorid nem illékony szilárd anyag, amely koordinációs polimer .
Az urán-hexafluoridot az urándúsítás két fő módszerében, a gázdiffúzióban és az ultracentrifugálásban alkalmazzák , mert hármaspontja van 64 ° C-on és a légköri nyomásnál kissé magasabb nyomáson . Ezen túlmenően, fluor- csak egy természetes stabil izotóp ( 19 F), ezért a molekulatömeg a izotopomerek UF 6 különböznek csak a urán izotóp jelen: U-238 , U-235 , vagy U-234 .
Amellett, hogy a felhasználásra dúsítás , uránium-hexafluorid óta használják a fejlett újrafeldolgozási eljárás alakult ki a Cseh Köztársaságban . Ebben a folyamatban a nukleáris üzemanyag : az elhasznált urán-oxidot fluoriddal kezelik, így fluoridok keverékét képezik. Ez utóbbit desztillálják a különböző típusú anyagok elválasztására.
Dúsítás után az urán-hexafluorid nukleáris alkalmazásához urán-oxiddá (UO 2 ) alakul át .
Az UO 2- vá történő átalakítás történhet száraz eljárással (leggyakrabban) vagy nedves eljárással.
Száraz módonA hozam meghaladja a 99,5% -ot.
Nedves módonEnnek a folyamatnak az a hátránya, hogy több szennyvíz keletkezik, mint a száraz eljárás, amelynek nagyobb a környezeti hatása. Rugalmasabb, viszont gyakran használják hasadóanyagok hulladékból és hulladékból történő kinyerésére.
A lépések az UF 6 vízgőzzel történő kezeléséből és az UO 2 F 2 , urán sók, ammónium-diuranát, UO 3 és UF 4 egymás utáni előállításából állnak . Ez az eljárás magában foglalja az oldódást salétromközegben, az oldószeres tisztítást pulzáló oszlopban, az ammóniás kicsapást és a hidrogén redukcióját.
Egyesült ÁllamokAz Egyesült Államokban az eddig termelt szegényített urán mintegy 95% -át UF 6 urán-hexafluorid formájában tárolják acéltartályokban, a dúsító üzemek közelében lévő nyílt parkokban. Minden tartályban legfeljebb 12,7 tonna UF 6 tárolható . Az urán-hexafluoridot folyékony formában juttatjuk a tartályba. Lehűlés után a folyadék nagy része megszilárdul, hogy a tartály körülbelül 60% -át elfoglalja, míg a fennmaradó helyet gázalakú hexafluorid foglalja el. Ez a gáz reagál a tartály belső felületének acéljával és védőréteget képez a korrózió ellen.
560 000 tonna UF 6 kimerültet raktároztak 1993-ban, 686 500 tonnát pedig 2005-ben 57 122 tárolótartályba az ohiói Portsmouth - ban , az Oak Ridge- ben Tennessee- ben és Paducah-ban ( Kentucky) .
Ez a tárolás kémiai instabilitása miatt környezeti, egészségügyi és biztonsági kockázatokat jelent. Amikor az UF 6 nedves levegővel érintkezik, a levegőben lévő vízzel reagálva UO 2 F 2 (uranil-fluorid) és HF (hidrogén-fluorid) képződik, amelyek mindkettő nagyon oldható és mérgező. A tárolótartályokat rendszeresen ellenőrizni kell korrózió vagy szivárgás jelei szempontjából. Az acéltartály becsült élettartamát évtizedekben mérik.
Az Egyesült Államok kormánya megkezdte az UF 6 átalakítását szilárd urán-oxiddá hosszú távú tárolás céljából. Az UF 6 teljes készletének ilyen tárolása 15–450 millió dollárba kerülhet .
Az UF6 alfa, béta és gamma sugárzást bocsát ki. Vízgőz hatására az UF 6 hidrogén-fluoridsá (HF) és uranil-fluoriddá (UO 2 F 2 ) bomlik, amelyek nagyon mérgezőek.
Több baleset történt urán-fluoriddal az Egyesült Államokban. Ezek a balesetek 1944-ben 2, 1986-ban egy halált okoztak.
A 2014. október 26, urán-hexafluorid-szivárgás történt a Honeywell uránfeldolgozó üzemében : 7 ember, aki a toll alatt volt, égési sérüléseket szenvedett, és további 7-10 ember szenvedett sérüléseket a helyszínen vagy annak közelében.