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鈾氮化物

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氮鈾化物,是核燃料循環中重要的燃料。典型的氮鈾化物由一氮化鈾(UN)、三氮化二鈾(U2N3)及二氮化鈾(UN2)組成。[1]

一氮化鈾

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簡介

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一氮化鈾(UN),黃褐色或灰色晶體,立方晶系氯化鈉型結構。相對密度14.31。熔點2630±50 °C。鈾和氮加熱至400 °C時產生的是一氮化鈾、三氮化二鈾二氮化鈾的混合物。基於其具有高熔點、密度和熱導率等﹐用作核燃料[2]

製取

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把鈾放在氫氣中,生成三氫化鈾,最適溫度為225°C


再將氫化物置於氮氣中,生成三氮化二鈾。注意,此反應為放出大量熱。


最後,三氮化二鈾可在900°C或以上的真空環境或1200°C或以上的惰性氣體環境被脫氮還原,生成一氮化鈾[3]

三氮化二鈾

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三氮化二鈾[4]
IUPAC名
Uranium nitride
識別
CAS號 12033-83-9  checkY
性質
化學式 U2N3
摩爾質量 518.078 g·mol⁻¹
外觀 結晶狀固體
密度 11300 kg m-3(固體)
熔點 900 °C(分解成UN)
沸點 分解
溶解性 0.08 g/100 ml (20 °C)
結構
晶體結構 六角形,hP5
空間群 P-3m1, No. 164
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

參考文獻

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  1. ^ Chinthaka M. Silva, Rodney D. Hunt, Lance L. Snead, Kurt A. Terrani. Synthesis of Phase-Pure U 2 N 3 Microspheres and Its Decomposition into UN. Inorganic Chemistry. 2015-01-05, 54 (1): 293–298 [2022-05-28]. ISSN 0020-1669. doi:10.1021/ic502457n. (原始內容存檔於2022-05-28) (英語). 
  2. ^ Yin Hu Xiaofang Wang, 胡殷 王曉方. 铀氮化物晶体结构及电子结构. 化學進展. 2018-12-15, 30 (12): 1803 [2022-05-28]. ISSN 1005-281X. doi:10.7536/PC180303 (中文). 
  3. ^ P Malkki. The manufacturing of uranium nitride for possible use in light water reactors. ISBN 978-91-7595-617-6. 
  4. ^ R. B. Matthews, K. M. Chidester, C. W. Hoth, R. E. Mason, R. L. Petty. Fabrication and testing of uranium nitride fuel for space power reactors. Journal of Nuclear Materials. 1988, 151 (3): 345. doi:10.1016/0022-3115(88)90029-3.