鈾氮化物

三氮化二鈾
	IUPAC名; Uranium nitride
識別
CAS號	12033-83-9
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（水）	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。

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[編輯]

簡介[編輯]

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、三氮化二鈾和二氮化鈾的混合物。基於其具有高熔點、密度和熱導率等﹐用作核燃料。^[2]

製取[編輯]

把鈾放在氫氣中，生成三氫化鈾，最適溫度為225°C
${\ce {4U + 6H2 -> 4UH3}}$

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。
${\ce {4 UH3 + 3 N2 -> 2 U2N3 + 6H2}}$

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]
${\ce {2 U2N3 -> 4UN + N2}}$

三氮化二鈾[編輯]

參考文獻[編輯]

^ 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）.
^ 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）.
^ P Malkki. The manufacturing of uranium nitride for possible use in light water reactors. ISBN 978-91-7595-617-6.
^ 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.

[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）.

[a-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.

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