Uranheksafluorid | |||
![]() | |||
![]() | |||
Identifikasjon | |||
---|---|---|---|
IUPAC-navn |
Uran heksafluorid Uran (VI) fluor |
||
N o CAS | |||
N o ECHA | 100.029.116 | ||
PubChem | |||
SMIL |
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 |
||
Utseende | fargeløse til hvite, delikserende krystaller. | ||
Kjemiske egenskaper | |||
Brute formel | UF 6 | ||
Molarmasse | 352.01933 ± 0 g / mol F 32,38%, U 67,62%, |
||
Dipolar øyeblikk | Nei | ||
Fysiske egenskaper | |||
T ° fusjon | 64,8 ° C | ||
T ° kokende | 56,5 ° C (sublimering) | ||
Løselighet | i vann ved 20 ° C : reaksjon | ||
Volumisk masse | 5,09 g · cm -3 faststoff | ||
Mettende damptrykk | ved 20 ° C : 14,2 kPa | ||
Kritisk punkt | 46,6 bar , 232,65 ° C | ||
Trippel punkt | 64 ° C , 150 kPa | ||
Termokjemi | |||
S 0 solid | 228 J K −1 mol −1 | ||
Δ f H 0 fast | −2317 kJ / mol | ||
Elektroniske egenskaper | |||
1 re ioniseringsenergi | 14,00 ± 0,10 eV (gass) | ||
Krystallografi | |||
Typisk struktur | Orthorhombic | ||
Molekylform | Oktahedron | ||
Koordinasjon | Pseudo-oktaedrisk | ||
Forholdsregler | |||
![]() Radioaktiv forbindelse |
|||
SGH | |||
![]() ![]() ![]() Fare H300, H330, H373, H411, H300 : Dødelig ved svelging H330 : Dødelig ved innånding H373 : Kan forårsake organskader (liste alle berørte organer, hvis kjent) ved gjentatt eksponering eller langvarig eksponering (Angi opptaksvei dersom det er bevist at ingen andre ruter av eksponering forårsake fare) H411 : Giftig for vannlevende organismer, med langvarige virkninger |
|||
Transportere | |||
2978 : RADIOAKTIVT MATERIALE, URANIUM HEKSAFLUORID, unntatt fissilt eller fissilt |
|||
Beslektede forbindelser | |||
Andre kationer |
Thorium (IV) Fluorid Protactinium (V) Fluor Neptunium (VI) Fluor Plutonium (VI) Fluor |
||
Andre anioner | Uran (VI) klorid | ||
Andre forbindelser |
Uraniumtrifluorid Uraniumtetrafluorid |
||
Enheter av SI og STP med mindre annet er oppgitt. | |||
Den uranheksafluorid (UF 6 ) er en forbindelse som anvendes i fremgangsmåten for anriking av uran . Dens industrielle bruk er knyttet til atombrenselsyklusen (en prosess som produserer drivstoff til atomreaktorer og atomvåpen ). Dens kjemiske syntese , som skjer etter uranekstraksjon , gir deretter innspill til berikelsesprosessen .
Uranheksafluorid er fast ved romtemperatur (~ 20 ° C ), det ser ut som gråkrystaller under normale temperatur- og trykkforhold (CNTP).
At dets damptrykk når en atmosfære ved 56,4 ° C . I et miljø åpen til luft , det sublimerer irreversibelt.
Den flytende fasen vises fra det tredoble punktet , ved 1,5 atm og 64 ° C ( 337 K ).
Den nøytrondiffraksjon ble anvendt for å bestemme strukturen til UF 6 , MOF 6 og WF 6 ved 77 K.
I tillegg til radioaktivitet på grunn av uran, er det et svært giftig produkt som reagerer voldsomt med vann. I en fuktig atmosfære eller i nærvær av vann, forvandles det til uranylfluorid (UO 2 F 2 ) og flussyre (HF). Transformasjonen er umiddelbar og voldelig og ledsages av utslipp av rikelig ugjennomsiktig, irriterende og kvelende røyk av HF.
Produktet er etsende for de fleste metaller. Den reagerer svakt med aluminium og danner et tynt lag av AlF 3 som deretter motstår korrosjon ( passivering ).
Uranheksafluorid har vist seg å være et oksidasjonsmiddel og Lewis-syre som kan binde til fluor , for eksempel antas reaksjon av kobberfluorid med uranheksafluorid i acetonitril å danne Cu [UF 7 ] 2 · 5 MeCN.
Polymerisk uran (VI) fluorider som inneholder organiske kationer har blitt isolert og karakterisert ved røntgendiffraksjon .
Uranpentafluorid (UF 5 ) og diuranonafluorid (U 2 F 9 ) ble preget av CJ Howard, JC Taylor og AB Waugh.
Uraniumtrifluorid har vært preget av J. Laveissiere.
Strukturen til UOF 4 er beskrevet av JH Levy, JC Taylor og PW Wilson.
Alle andre uranfluorider er ikke-flyktige faste stoffer som er koordineringspolymerer .
Uranheksafluorid brukes i de to hovedmetodene for urananriking, gassdiffusjon og ultrasentrifugering , fordi den har et trippelpunkt ved 64 ° C og ved et trykk litt høyere enn atmosfæretrykket . I tillegg har fluor bare en naturlig stabil isotop ( 19 F), derfor er molekylmassene til isotopomerer av UF 6 bare forskjellige av uranisotopen : U-238 , U-235 eller U-234 .
I tillegg til bruk i berikelse har uranheksafluorid blitt brukt i en avansert prosesseringsprosess utviklet i Tsjekkia . I denne prosessen blir kjernebrensel : brukt uranoksid behandlet med fluor for å danne en blanding av fluorider. Sistnevnte destilleres deretter for å skille de forskjellige materialtypene.
Etter berikelse omdannes uranheksafluorid til uranoksid (UO 2 ) for dets kjernefysiske applikasjoner.
Konverteringen til UO 2 kan gjøres ved den tørre prosessen (hyppigst) eller ved den våte prosessen.
Tørr måteUtbyttet er større enn 99,5%.
Våt veiDenne prosessen har ulempen med å produsere mer avløp enn den tørre prosessen, noe som har større miljøpåvirkning. Mer fleksibel, derimot, brukes den ofte til gjenvinning av spaltbart materiale fra skrap og avfall.
Trinnene består i en behandling av UF 6 med vanndamp og i å oppnå suksessivt UO 2 F 2 , uransalter, ammoniumdiuranat, UO 3 og UF 4 . Denne prosessen kombinerer oppløsning i salpetersyre, rensing med løsningsmiddel i en pulserende kolonne, ammoniakkutfelling og reduksjon i hydrogen.
forente staterI USA lagres omtrent 95% av utarmet uran hittil produsert som uranheksafluorid UF 6 i ståltanker på åpne parker nær anrikningsanlegg. Hver tank har opptil 12,7 tonn UF 6 . Uranheksafluorid føres i flytende form i reservoaret. Etter avkjøling størkner det meste av væsken og opptar ca. 60% av tanken mens resten av rommet er okkupert av heksafluorid i gassform. Denne gassen reagerer med stålet på tankens indre overflate og danner et beskyttende lag mot korrosjon.
560.000 tonn UF 6 Depleted ble lagret i 1993 og 686500 tonn i 2005 til 57122 lagertanker i Portsmouth i Ohio , Oak Ridge i Tennessee og Paducah, Kentucky .
Denne lagringen gir miljø-, helse- og sikkerhetsrisiko på grunn av kjemisk ustabilitet. Når UF 6 kommer i kontakt med fuktig luft, reagerer den med vann i luften for å produsere UO 2 F 2 (uranylfluorid) og HF (hydrogenfluorid) som begge er veldig løselige og giftige. Lagertanker bør inspiseres regelmessig for tegn på korrosjon eller lekkasjer. Den estimerte levetiden til en ståltank måles i flere tiår.
USAs regjering har begynt å konvertere UF 6 til fast uranoksid for langvarig lagring. Slik lagring av hele beholdningen av UF 6 kan koste mellom 15 millioner og 450 millioner dollar .
UF6 avgir alfa-, beta- og gammastråling. Ved eksponering for vanndamp nedbrytes UF 6 i flussyre (HF) og uranylfluorid (UO 2 F 2 ) som er veldig giftige.
Det har vært flere ulykker med uranfluorid i USA. Disse ulykkene forårsaket to dødsfall i 1944 og en død i 1986.
De 26. oktober 2014, skjedde en uranhexafluoridlekkasje ved Honeywell Uranium Processing Plant : 7 personer under skyen fikk brannskader og 7 til 10 andre mennesker på eller i nærheten av stedet fikk også skader.