Способы получения триоксида урана

Основные свойства

Триоксид урана

Изготовление таблеток

Исходным сырьём является порошок диоксида урана UO_2±x х = 2,03-2,080.

Порошок направляют на операцию холодного прессования, при этом к порошку прибавляют пластификатор.

Спрессованные таблетки подвергаются спеканию в атмосфере водорода. При этом плотность таблеток повышается до 10,4-10,8 г/см³, а состав изменяется до UO_2,0001.

Готовые таблетки для реакторов типа ВВЭР шлифуют до d = 7,53-7,57 мм, после чего проводят разбраковку по внешнему виду. Готовые таблетки представляют собой цилиндры диаметром 7,53-7,57 мм и высотой 9-11 мм с центральным отверстием для газообразных продуктов деления.

Потери диоксида урана составляют 5 – 6 % на операции прессовки и 3 – 3,5 % при шлифовке.

Триоксид урана имеет одну аморфную и шесть кристаллических модификаций (a, b, g, d, e, h). Наиболее доступны «А» и a-UO₃. Цвет от жёлтого - красно-коричневого до коричневого:

аморфный UO₃ – оранжевый;

a-UO₃ – бежевый;

b-UO₃ – оранжевый;

g-UO₃ – жёлтый;

d-UO₃ – тёмно-красный;

e-UO₃ – кирпично-красный;

h-UO₃ – коричневый.

Плотность триоксида урана также зависит от модификации:

r (аморфной) = 6,8 г/см³

r (a-UO₃ теор.) = 8,34 г/см³

r (a-UO₃ практ. (пикнометрическая)) ≈ 7,0 г/см³

Основная трудность в получении триоксида урана обусловлена его термической неустойчивостью – при температурах выше 450 ^оС происходит потеря кислорода:

6 UO₃ → U₆O₁₇ + ½ O₂ → 2 U₃O₈ + ½ O₂

Основные способы получения трёхокиси урана – это разложение нитрата уранила и пероксида урана.

1. Денитрация уранилнитрата:

UO₂(NO₃)₂·6H₂O → UO₂(NO₃)₂·2H₂O (t<200 ^oC) →

→ UO₂(NO₃)₂·xH₂O → UO₃ + ½ O₂ + 2 NO₂ + x H₂O (t < 400 ^oC)

2. Разложение пероксида урана протекает ступенчато с выделением кислорода через промежуточное образование U_nO_3n+1:

UO₄ → U₂O₇ → U₃O₁₀ → U₄O₁₃ → … → UO₃

Технологическая схема получения отдельных модификаций триоксида урана представлена ниже на рисунке.

Технологическая схема получения отдельных модификаций триоксида урана. Жирные линии обозначают процессы, протекающие при высоком давлении кислорода.

Дата добавления: 2014-01-07