Uranhexafluorid | |||
Identifikation | |||
---|---|---|---|
IUPAC navn |
Uranhexafluorid Uran (VI) fluorid |
||
N o CAS | |||
N o ECHA | 100.029.116 | ||
PubChem | |||
SMILE |
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 |
||
Udseende | farveløse til hvide, deliquescent krystaller. | ||
Kemiske egenskaber | |||
Brute formel | UF 6 | ||
Molar masse | 352,01933 ± 0 g / mol F 32,38%, U 67,62%, |
||
Dipolært øjeblik | ingen | ||
Fysiske egenskaber | |||
T ° fusion | 64,8 ° C | ||
T ° kogning | 56,5 ° C (sublimering) | ||
Opløselighed | i vand ved 20 ° C : reaktion | ||
Volumenmasse | 5,09 g · cm -3 faststof | ||
Mættende damptryk | ved 20 ° C : 14,2 kPa | ||
Kritisk punkt | 46,6 bar , 232,65 ° C | ||
Triple point | 64 ° C , 150 kPa | ||
Termokemi | |||
S 0 fast | 228 J K −1 mol −1 | ||
Δ f H 0 faststof | −2317 kJ / mol | ||
Elektroniske egenskaber | |||
1 re ioniseringsenergi | 14,00 ± 0,10 eV (gas) | ||
Krystallografi | |||
Typisk struktur | Orthorhombic | ||
Molekylform | Octahedron | ||
Samordning | Pseudo-oktaedrisk | ||
Forholdsregler | |||
Radioaktiv forbindelse |
|||
SGH | |||
Fare H300, H330, H373, H411, H300 : Dødelig ved indtagelse H330 : Dødelig ved indånding H373 : Kan forårsage organskader (angiv alle berørte organer, hvis kendt) ved gentagen eksponering eller langvarig eksponering (Angiv eksponeringsvej, hvis det er endeligt bevist, at ingen andre eksponeringsveje forårsager fare) H411 : Giftig for vandlevende organismer, med langvarige virkninger |
|||
Transportere | |||
2978 : RADIOAKTIVT MATERIALE, URANIUM HEXAFLUORID, undtagen ikke-fissil eller fissil |
|||
Relaterede forbindelser | |||
Andre kationer |
Thorium (IV) Fluorid Protactinium (V) Fluor Neptunium (VI) Fluor Plutonium (VI) Fluor |
||
Andre anioner | Uran (VI) chlorid | ||
Andre forbindelser |
Uraniumtrifluorid |
||
Enheder af SI og STP, medmindre andet er angivet. | |||
Den uranhexafluorid (UF 6 ) er en forbindelse der anvendes i fremgangsmåden til berigelse af uran . Dens industrielle anvendelse er knyttet til den nukleare brændselscyklus (en proces, der producerer brændstof til atomreaktorer og atomvåben ). Dens kemiske syntese , der sker efter uranekstraktion , giver derefter input til berigelsesprocessen .
Uranhexafluorid er fast ved stuetemperatur (~ 20 ° C ), det ser ud som grå krystaller under normale temperatur- og trykforhold (CNTP).
Dets damptryk når 1 atmosfære ved 56,4 ° C . I et miljø åben for luft , det sublimerer irreversibelt.
Dens flydende fase vises fra dets tredobbelte punkt ved 1,5 atm og 64 ° C ( 337 K ).
Den neutrondiffraktion blev anvendt til at bestemme strukturen af UF 6 , MoF 6 og WF 6 ved 77 K.
Udover sin radioaktivitet på grund af uran er det et meget giftigt produkt, der reagerer voldsomt med vand. I en fugtig atmosfære eller i nærvær af vand, den omdannes til uranyl fluorid (UO 2 F 2 ) og flussyre (HF). Transformationen er øjeblikkelig og voldelig og ledsages af emission af rigelige uigennemsigtige, irriterende og kvælende dampe af HF.
Produktet er ætsende for de fleste metaller. Det reagerer svagt med aluminium og danner et tyndt lag af AlF 3, som derefter modstår korrosion ( passivering ).
Uranhexafluorid har vist sig at være en oxidant, og Lewis-syre, der kan binde til fluor , fx antages reaktion af kobberfluorid med uranhexafluorid i acetonitril at danne Cu [UF 7 ] 2 · 5 MeCN.
Polymerisk uran (VI) fluorider indeholdende organiske kationer er blevet isoleret og karakteriseret ved røntgendiffraktion .
Uranpentafluorid (UF 5 ) og diuranium nonafluoride (U 2 F 9 ) blev karakteriseret ved CJ Howard JC Taylor og AB Waugh.
Uraniumtrifluorid er blevet karakteriseret af J. Laveissiere.
Strukturen af UOF 4 er blevet beskrevet af JH Levy, JC Taylor og PW Wilson.
Alle andre uranfluorider er ikke-flygtige faste stoffer, der er koordinationspolymerer .
Uranhexafluorid anvendes i de to hovedmetoder til uranberigelse, gasdiffusion og ultracentrifugering , fordi det har et tredobbelt punkt ved 64 ° C og ved et tryk, der er lidt højere end atmosfærisk tryk . Desuden fluor har kun én naturlig stabil isotop ( 19 F), derfor er de molekylmasser af isotopomere UF 6 afviger kun af uran isotop til stede: U-238 , U-235 , eller U 234 .
Ud over dets anvendelse til berigelse er uranhexafluorid blevet brugt i en avanceret oparbejdningsproces udviklet i Tjekkiet . I denne proces behandles nukleart brændsel : brugt uranoxid med fluor til dannelse af en blanding af fluorider. Sidstnævnte destilleres derefter for at adskille de forskellige typer materialer.
Efter berigelse omdannes uranhexafluorid til uranoxid (UO 2 ) til dets nukleare anvendelser.
Omdannelsen til UO 2 kan ske ved den tørre proces (hyppigst) eller ved den våde proces.
Tør mådeUdbyttet er større end 99,5%.
Våd mådeDenne proces har den ulempe, at der produceres mere spildevand end den tørre proces, som har større miljøpåvirkning. Mere fleksibelt bruges derimod ofte til genvinding af fissilt materiale fra skrot og affald.
Trinnene består i en behandling af UF 6 med vanddamp og i at opnå successivt UO 2 F 2 , uran salte, ammoniumdiuranat, UO 3 og UF 4 . Denne proces kombinerer opløsning i salpetersyre, oprensning med opløsningsmiddel i en pulserende søjle, ammoniakudfældning og reduktion i brint.
Forenede StaterI USA opbevares ca. 95% af det hidtil producerede forarmede uran som uranhexafluorid UF 6 i ståltanke på åbne parker nær berigelsesanlæg. Hver tank rummer op til 12,7 tons UF 6 . Uranhexafluorid indføres i flydende form i reservoiret. Efter afkøling størkner størstedelen af væsken til at optage ca. 60% af tanken, mens resten af rummet optages af hexafluorid i gasform. Denne gas reagerer med stålet på tankens indre overflade og danner et beskyttende lag mod korrosion.
560.000 tons UF 6 Depleted blev opbevaret i 1993 og 686500 tons i 2005 til 57.122 lagertanke ved Portsmouth i Ohio , Oak Ridge i Tennessee og Paducah, Kentucky .
Denne opbevaring udgør miljø-, sundheds- og sikkerhedsrisici på grund af dets kemiske ustabilitet. Når UF 6 kommer i kontakt med fugtig luft, det reagerer med vand i luften for at frembringe UO 2 F 2 (uranyl fluorid) og HF (hydrogenfluorid) som begge er meget opløselige og giftige. Lagertanke skal inspiceres regelmæssigt for tegn på korrosion eller lækager. Den estimerede levetid for en ståltank måles i årtier.
Den amerikanske regering er begyndt at konvertere UF 6 til fast uranoxid til langtidsopbevaring. En sådan opbevaring af hele lageret af UF 6 kunne koste mellem 15 millioner og 450 millioner dollars .
UF6 udsender alfa-, beta- og gammastråling. Ved udsættelse for vanddamp nedbrydes UF 6 i flussyre (HF) og uranylfluorid (UO 2 F 2 ), som er meget giftige.
Der har været flere ulykker med uranfluorid i USA. Disse ulykker forårsagede 2 dødsfald i 1944 og en død i 1986.
Det 26. oktober 2014, opstod en uranhexafluoridlækage ved Honeywell Uranium Processing Plant : 7 personer under skyen led forbrændinger, og 7-10 andre mennesker på eller i nærheden af stedet led også skader.