Lotność fluoru
Lotność fluorków to tendencja silnie fluorowanych cząsteczek do parowania w stosunkowo niskich temperaturach. Heptafluorki , heksafluorki i pentafluorki mają znacznie niższe temperatury wrzenia niż fluorki o niższej wartościowości . Większość difluorków i trifluorków ma wysokie temperatury wrzenia, podczas gdy większość tetrafluorków i monofluorków mieści się pomiędzy nimi. Termin „lotność fluorków” jest żargonem używanym zwłaszcza w kontekście rozdzielania radionuklidów .
Zmienność i wartościowość
Wartościowości większości pierwiastków oparte są na najwyższym znanym fluorku.
Z grubsza lotność fluorków może być wykorzystana do usuwania pierwiastków o wartościowości 5 lub większej: uranu , neptunu , plutonu , metaloidów ( teluru , antymonu ), niemetali ( selen ), halogenów ( jodu , bromu ) i średnich metali przejściowych ( niobu) . , molibden , technet , ruten i prawdopodobnie rod ). Ta frakcja obejmuje aktynowce, które najłatwiej ponownie wykorzystać jako paliwo jądrowe w reaktorze termicznym oraz dwa długożyciowe produkty rozszczepienia, które najlepiej nadają się do usunięcia przez transmutację, Tc-99 i I-129 , a także Se-79 .
Gazy szlachetne ( ksenon , krypton ) są lotne nawet bez fluoryzacji i nie skraplają się, chyba że w znacznie niższych temperaturach.
Pozostały metale alkaliczne ( cez , rubid ), metale ziem alkalicznych ( stront , bar ), lantanowce , pozostałe aktynowce ( ameryk , kiur ), pozostałe metale przejściowe ( itr , cyrkon , pallad , srebro ) i metale przejściowe ( cyna , ind , kadm ). Ta frakcja zawiera produkty rozszczepienia, które stanowią zagrożenie radiacyjne w skali dziesięcioleci ( Cs-137 , Sr-90 , Sm-151 ), cztery pozostałe długowieczne produkty rozszczepienia Cs-135 , Zr-93 , Pd-107 , Sn -126 , z których tylko ostatnia emituje silne promieniowanie, większość trucizn neutronowych i wyższe aktynowce ( ameryk , kur , kaliforn ), które stanowią zagrożenie radiacyjne w skali setek lub tysięcy lat i są trudne w obróbce ze względu na promieniowanie gamma promieniowanie, ale są rozszczepialne w reaktorze prędkim .
Metody ponownego przetwarzania
Tlenki uranu reagują z fluorem tworząc gazowy sześciofluorek uranu , większość plutonu reaguje tworząc gazowy sześciofluorek plutonu, większość produktów rozszczepienia (zwłaszcza pierwiastki elektrododatnie: lantanowce , stront , bar , itr , cez ) tworzy nielotne fluorki. Nieliczne metale w produktach rozszczepienia ( metale przejściowe niob , ruten , technet , molibden i fluorowiec jod ) tworzą lotne (temperatura wrzenia <200 ° C) fluorki towarzyszące heksafluorkom uranu i plutonu wraz z gazami obojętnymi . Następnie stosuje się destylację w celu oddzielenia sześciofluorku uranu od mieszaniny.
Nielotne alkaliczne produkty rozszczepienia i pomniejsze aktynowce najlepiej nadają się do dalszej obróbki „suchymi” metodami elektrochemicznymi ( pirochemicznymi ) metodami niewodnymi . Fluorki lantanowców są trudne do rozpuszczenia w kwasie azotowym stosowanym w wodnych metodach ponownego przetwarzania, takich jak PUREX , DIAMEX i SANEX , które wykorzystują ekstrakcję rozpuszczalnikiem . Lotność fluorków to tylko jeden z kilku procesów pirochemicznych mających na celu ponowne przetwarzanie zużytego paliwa jądrowego.
Instytut badań jądrowych Řež w Řež w Czechach przetestował dozowniki śrubowe, które podawały zmielony tlenek uranu (symulujący zużyte granulki paliwa) do fluorownika, w którym cząstki były spalane w gazowym fluorze, tworząc sześciofluorek uranu .
Firma Hitachi opracowała technologię o nazwie FLUOREX, która łączy lotność fluorków w celu ekstrakcji uranu z bardziej tradycyjną ekstrakcją rozpuszczalnikową (PUREX), w celu ekstrakcji plutonu i innych związków transuranowych]. Cykl paliwowy oparty na FLUOREXie jest przeznaczony do użytku z reaktorem wodnym o obniżonej moderacji .
Tabela odpowiednich właściwości
|
Fluorek |
Z |
Wrzenie °C |
Temperatura topnienia °C |
Kluczowy okres półtrwania |
Dawać |
|---|---|---|---|---|---|
| SeF 6 | 34 | −46,6 | −50,8 | 79 Se:65ky | 0,04% |
| TeF 6 | 52 | −39 | −38 | 127m Te:109d | |
| JEŚLI 7 | 53 | 4,8 (1 atmosfery) | 6,5 ( trójpunktowy ) | 129 I: 15,7 my | 0,54% |
| MF 6 | 42 | 34 | 17.4 | 99 Pon: 2,75d | |
| PuF 6 | 94 | 62 | 52 | 239 pu :24ky | |
| TcF 6 | 43 | 55,3 | 37,4 | 99 Tc :213ky | 6,1% |
| NPF 6 | 93 | 55.18 | 54,4 | 237 Np :2,14my | |
| UF 6 | 92 | 56,5 (subl) | 64,8 | 233 U : 160 ky | |
| RuF 6 | 44 | 54 | 106 Ru:374d | ||
| RhF 6 | 45 | 70 | 103 Rh: stabilny | ||
| Ref 7 | 75 | 73,72 | 48.3 | Nie FP | |
| BrF 5 | 35 | 40.25 | −61,30 | 81 Br: stabilny | |
| JEŻELI 5 | 53 | 97,85 | 9.43 | 129 I: 15,7 my | 0,54% |
| XeF 2 | 54 | 114,25 ( subl ) | 129,03 ( trójpunktowy ) | ||
| SbF 5 | 51 | 141 | 8.3 | 125 Sb:2,76y | |
| RuOF4 | 44 | 184 | 115 | 106 Ru:374d | |
| RuF 5 | 44 | 227 | 86,5 | 106 Ru:374d | |
| NBF 5 | 41 | 234 | 79 | 95 Nb:35d | Niski |
| PDF 4 | 46 | 107 Pd:6,5my | |||
| SnF 4 | 50 | 750 (subl) | 705 |
121m1 Sn:44y 126 Sn:230ky |
0,013% ? |
| Zr F 4 | 40 | 905 | 932 (trójpunktowy) | 93 Zr:1,5my | 6,35% |
| AgF | 47 | 1159 | 435 | 109 Ag:stabilny | |
| CsF | 55 | 1251 | 682 |
137 Cs : 30,2 lat 135 Cs: 2,3 lat |
6,19% 6,54% |
| BeF 2 | 4 | 1327 | 552 | ||
| RbF | 37 | 1410 | 795 | ||
| UF 4 | 92 | 1417 | 1036 | 233 U : 160 ky | |
| FLiBe | 1430 | 459 | stabilny | ||
| FLiNaK | 1570 | 454 | stabilny | ||
| LiF | 3 | 1676 | 848 | stabilny | |
| KF | 19 | 1502 | 858 | 40 K: 1,25 Gy | |
| NaF | 11 | 1704 | 993 | stabilny | |
| CzF 4 | 90 | 1680 | 1110 | ||
| CDF 2 | 48 | 1748 | 1110 | 113m Cd:14,1y | |
| YF 3 | 39 | 2230 | 1150 | 91 Y:58,51d | |
| InF 3 | 49 | >1200 | 1170 | ||
| BaF 2 | 56 | 2260 | 1368 | 140 Ba: 12,75d | |
| TbF3 | 65 | 2280 | 1172 | ||
| GdF3 | 64 | 1231 | 159 Gd: 18,5 godz | ||
| PMF 3 | 61 | 1338 | 147 pm: 2,62r | ||
| EuF3 | 63 | 2280 | 1390 | 155 UE: 4,76 lat | |
| NdF3 | 60 | 2300 | 1374 | 147 Nd:11d | |
| PrF3 | 59 | 1395 | 143 Pr:13.57d | ||
| CeF 3 | 58 | 2327 | 1430 | 144 CE:285d | |
| SMF 3 | 62 | 2427 | 1306 | 151 Sm :90 lat |
0,419% ? |
| SrF 2 | 38 | 2460 | 1477 | 90 lat : 29,1 lat | 5,8% |
| LaF 3 | 57 | 1493 | 140 La: 1,68d |
Zobacz też
Notatki
- Brakujące najważniejsze fluorki:
- PrF 4 (ponieważ rozkłada się w temperaturze 90°C)
- TbF 4 (ponieważ rozkłada się w temperaturze 300 °C)
- CeF 4 (ponieważ rozkłada się w temperaturze 600°C)
- Bez stabilnych fluorków: Kr, Xe, Pd
Linki zewnętrzne
- Badanie procesów elektrochemicznych do oddzielania aktynowców i lantanowców w stopionych mediach fluorkowych ( PDF )
- „Oddzielanie i oczyszczanie UF 6 z lotnych fluorków przez rektyfikację” (PDF) . Zarchiwizowane od oryginału (PDF) w dniu 13 stycznia 2005 r.
- Destylacja niskociśnieniowa części soli paliwowej z eksperymentu reaktora ze stopioną solą (PDF)
- Wykorzystanie procesu lotności fluorków do ekstrakcji technetu z przetworzonego zużytego paliwa jądrowego (PDF)
- Wzajemna recenzja strategii charakteryzowania zanieczyszczenia transuranami i technetem w cylindrach ogonowych sześciofluorku zubożonego uranu (PDF)
- STAŁE FIZYCZNE ZWIĄZKÓW NIEORGANICZNYCH (PDF)