Чистота металлического урана

Металлический уран извлекается из руды методами гидрометаллургии, главным образом, сульфатацией с последующей очень тщательной очисткой. Материалы, применяемые в реакторостроении, должны отличаться исключительной чистотой, так как даже незначительное количество примесей существенно влияет на поглощение нейтронного потока. Особенно вредны [c.262]

Получение урана. Металлический уран, применяемый в ядерных реакторах, должен иметь высокую степень чистоты. Порошкообразный металл может быть получен восстановлением окислов урана кальцием или магнием, галогенидов урана (U b, U U, UF4) — активными металлами (Li, Na, Ва, Mg) и электролизом [c.454]

Наиболее важным из широко распространенных источников урана является урановая смолка — окисел переменного состава, приближающегося к иОз. Методы выделения урана многочисленны и сложны. На последних стадиях очистки нитрат уранила обычно экстрагируют растворителем из водных растворов. Для того чтобы металл можно было использовать в ядерных реакциях, он должен быть чрезвычайно чистым и не содержать элементов, способных поглощать быстрые нейтроны, например В или Сс1. Металлический уран требуемой чистоты получают восстановлением тетрафторида урана магнием или кальцием. [c.548]

Экстракция оксината была использована для выделения алюминия и (или) определения его в железе [831], металлическом никеле [1143], тории [616], окиси тория [333], окиси вольфрама [327], в свинце, сурьме, олове и их сплавах 832), магнии высокой чистоты [701, 1637], кальции [958], хроме высокой чистоты [497], уране [40, 1297, 1525], редкоземельных элементах [1064], щелочных элементах [504, 1523], в кислотах высокой чистоты и в двуокиси кремния [820], в сталях [49, 189, 479, 485, 643, 1119, 1262], жаропрочных сплавах [1157], сплавах, не содержащих железа [520], морской воде [680, 681], промышленных водах [352), силикатных и карбонатных материалах [829, 1094), полиэтилене [129], стекле [189], монацитах [1250], в различных металлах с использованием активационного анализа [1364] и ряде других объектов [1440, 1523]. [c.126]

Химические концентраты урана в дальнейшем подвергают дополнительной очистке в целях получения урана необходимой чистоты для Использования в качестве реакторного топлива. В настоящее время наибольшее распространение получили экстракционные методы очистки продуктов переработки урановых руд. Основным экстрагентом, применяемым в большинстве технологических схем, является трибутилфосфат, растворенный в разбавителе — керосине или гексане. После очистки на химических заводах получают окислы, тетрафторид, гексафторид урана и металлический уран. [c.262]

По многим причинам, среди которых далеко не всегда главную роль играет термодинамическая выгодность процесса, большинство из них представляет лишь исторический интерес. Другие осуществляются в больших масштабах. Последнее связано с тем, что металлический уран — едва ли не самая распространенная форма ядерного горючего. Требования, предъявляемые к чистоте металлического урана, значи- [c.262]

Электрические свойства. Металлический уран является плохим проводником электричества, приближаясь в этом отношении к железу. Отношение электрической проводимости прй комнатной температуре к этой величине при температуре жидкого азота было использовано как критерий чистоты металла. Как сообщают, уран становится сверхпроводником ниже 1° К. [c.145]

Метод применялся для определения серы в сталях и сплавах /159,160/, в металлическом хроме высокой чистоты /161/, металлическом уране и его соединениях /162/, в полупроводниковых материалах /163/, топливе /153/, в органических соединениях /Ы-159/, биологических материалах /168,169/, для определения сероводорода /170-173/ и сероуглерода /173,174/ в воздухе, сероводорода и усвояемой серы в почве /177/, для непрямого определения сульфатов /175, 176/ и для определения тиосульфата в минеральных водах /178/. [c.37]

Ряду исследователей [81 ], повидимому, удалось получить плотный металлический уран высокой степени чистоты. Реакция [c.110]

Получение трифторида урана. Из разработанных до настоящего времени методов получения трифторида урана лишь два являются успешными. Первый из них, предложенный в Англии, состоите восстановлении тетрафторида водородом, причем особое внимание обращается на влияние кислорода и влаги, а также на чистоту тетрафторида урана [10]. Второй метод заключается в восстановлении тетрафторида металлическим ураном. [c.286]

Присоединяли резервуар с иодом, и пары иода пропускали через металлический уран, нагретый до 525°. Приемник отделялся от реактора пористым стеклянным диском, температура в приемнике поддерживалась на уровне 400°. Нужное парциальное давление иода достигалось погружением резервуара с иодом в баню, нагретую до 30°. Реакция идет довольно медленно, но с хорошим выходом. Чистота получающегося трииодида составляет 98—99% [68]. [c.427]

В настоящее время на рудных предприятиях получают концентраты урана, которые затем передаются на аффинажные заводы, где их очищают и уран переводят в форму, удобную для последующих переделов (окислы урана, тетрафторид и гексафторид урана, металлический уран). Если же тетрафторид урана ядерной степени чистоты получать непосредственно [c.172]

В процессе электролиза более электроположительные примеси, потенциалы растворения которых лежат выше анодного, собираются в шламе и в электролит не переходят. Более электроотрицательные примеси могут растворяться вместе с ураном, но тогда необходимо, чтобы катодный потенциал не достигал той величины, при которой они могли бы выделиться из электро,дита. Если бы электролиз проходил без катодной и анодной поляризации, то можно было бы очистить уран почти от всех примесей. Метод электролитического рафинирования позволяет получить металлический уран чистотой 99,99% и выше. [c.381]

Чтобы перевести уран в тонкий порошок, его сначала гидрируют (см. разд. Уран металлический , способ 5) водородом (о получении Нз высокой чистоты см. т, 1, ч, П, гл. 1), нагревая в течение 1—2 ч в потоке Hj до 275— 280 °С. Реакция начинается по истечении индукционного периода, обычно через 0,5- 5 мин. Когда реакция заканчивается, медленно нагревают гидрид в высоком вакууме до 400 С и оставляют на 10 мин при этой температуре до полного разложения гидрида. Следует избегать слишком быстрого нагревания, так как в этом случае вещество распыляется, и, кроме того, не превышать 400 °С, чтобы не произошло понижения реакционной способности порошка урана. (Соблюдайте осторожность при работе с порошком урана, он. сильно пирофорен ) [c.1327]

Японцы на своем первом урановом заводе впервые реализовали в промышленном масштабе два новых технологических процесса, разработанных в Национальной окриджской лаборатории (США). Они утверждают, что стоимость металлического урана, производимого на этом заводе, ниже, чем где-либо в другом месте. Две новые установки, использованные в технологической схеме, представляют собой ионообменную систему Хиггинса полунепрерывного действия, работающую по методу пульсирующего слоя , и электролитическую ванну для восстановления хлористого уранила. Как сообщают, система Хиггинса позволяет получить раствор хлористого уранила высокой чистоты, а электролитическая ванна обеспечивает сохранение чистоты тетрахлорида, что позволяет отказаться от дополнительных стадий, обычно применяемых для его очистки. [c.197]

Дитизоновый метод, безусловно, — лучший метод определения следов свинца [179, 628, 825]. Этот метод был применен для определения свинца в металлической меди [942, 1323], олове и его сплавах [652, 752], никеле [1142], индии [1095], уране [870]. марганце [343], хроме [711], теллуре высокой чистоты [451, 498], теллуровой кислоте [1092], сталях [138, 1145, 1146], сернистой сурьме [738, 1316], висмуте [1466], сплавах серебра [1584], едких щелочах [c.219]

Если реакция началась, уран реагирует с водородом с большой скоростью. Однако при одних и тех же условиях наблюдается различный индукционный период эти задержки относят за счет чистоты водорода и гладкости металлической поверхности. Если металл тщательно очищен от окиси, а водород свободен от примеси кислорода (пропусканием через горячий уран), то реакция начинается немедленно. Образование гидрида приводит к пол-Ю)му разрушению металлической структуры при этом гидрид урана образуется в виде объемистого (насыпная плотность 3,4 г/сл ) очень тонкого черного порошка. Скорость реакции достигает максимума вблизи 225° С при давлении водорода в 1 атм. Выше 250 С скорость реакции резко падает. [c.151]

Металлический уран высокой степени чистоты с помощью азотной кислоты очищают от пленки оксида, промывают водой и ацетоном, сушат и расплавляют в вакуумной электродуговой печи для обезгаживания. Очень чистый графит обезгаживают в вакууме при 2000 °С. [c.1332]

Основные научные работы посвящены исследованию редкоземельных элементов. Разработал (1940-е — начало 1950-х) способ выделения индивидуальных редкоземельных элементов с помощью ионообменной хроматографии. Благодаря этому способу редкоземельные элементы стали сравнительно доступными и дешевыми материалами, Совместно с Льюисом разработал (1933) методы получения тяжелой воды. Изучал энергетические уровни ионов редкоземельных элементов. Во время второй мировой войны руководил работами по получению урана высокой степени чистоты. Предложил использовать кальций и позднее магний для восстановле1шя четырехфтористого урана в металлический уран. Разработал промышленный процесс производства высокочистого металлического торил, а также церия и иттрия. Использовал ионообменную хроматографию для разделения изотопов а,зота (получил 200 г азота-15 со степенью чистоты 99,8%). [332J [c.474]

Оказалось, что трехфтористый уран нелегко получить, и впервые он был приготовлен при широком исследовании соединений урана в 1938—1945 гг. В результате этих работ предложены два основных метода его получения, заключающиеся в восстановлении четырехфтористого урана а) тонко измельченным металлическим ураном, приготовленным разложением гидрида, и б) водородом. По первому методу при 1500 °С образуется черная коксообразная масса, загрязненная иОгРг, иОг, ир4 и ураном з. Химический анализ образцов, основанный на определении общей восстановительной способности, показал, что содержание урана в лучшем из образцов составляет около 91% это, однако, минимальное значение . Восстановление водородом высокой степени очистки при 1000°С требует строгого контроля как температуры, так и чистоты реагентов. Невозможность осуществления такого контроля явилась, по-видимому, причиной безуспешности многих прежних попыток применения метода восстановления водородом. [c.147]

Металлический уран по этой схеме получается восстановлением тетрофторида урана магнием. Этот метод сейчас получил большее распространение, чем восстановление кальцием, несмотря на то, что энергетически он менее выгоден, так как требует разогрева всей реакционной массы и работы при повышенном давлении, потому что температура кипения магния ниже температуры плавления фторида магния, образующегося при реакции (1105 и 1260° С, соответственно). Преимущества метода заключаются в том, что магний дешевле кальция, обладает меньшим атомным весом и поэтому расход его при тех же стехиометрических отношениях почти вдвое меньше, чем кальция металлический магний легче получить с минимальным содержанием примесей, чем кальций, Последнее обстоятельство особенно важно для получения урана высокой чистоты. В техническое оформление метода внесено много усовершенствований, позволяющих непосредственно получать слитки урана весом до 1225 кг [618]. Этот метод известен в американской литературе под названием дингот-процесс (сокращенное dire t ingot , т. е. непосредственное, прямое получение слитка) и очень подробно описан в книге [922]. [c.379]

Вероятно, самой важной формой, в которой уран используется в реакторах, является металл. Для работы многих типов реакторов необходима высокая концентрация атомов урана, а металл обладает наибольшей плотностью. Физические и особенно химические свойства урана таковы, что требуют значительной изобретательности исследователей для того, чтобы разработать совершенные промышленные процессы получения металла. При повышенных температурах уран реагирует с большинством обычных тугоплавких материалов и металлов. Тонкоизмельчен-ный уран реагирует при комнатной температуре со всеми компонентами атмосферного воздуха, за исключением благородных газов. К счастью, в противоположность титану и цирконию, введение небольших количеств кислорода или азота не оказывает серьезного неблагоприятного действия на механические свойства металла. Поскольку металлический уран используется в ядерных реакторах, урановые топливные элементы должны быть свободны от самых незначительных загрязнений, поглощающих нейтроны, например бора, кадмия или редкоземельных элементов и в равной степени от ощутимых количеств многих других элементов. Требования чистоты в этом случае являются более строгими, чем для обычных стандартов, установленных для других металлов. Хилшки и металлурги разрешили эти весьма трудные проблемы за очень короткое время. [c.138]

Экстракцию Mo(VI) из хлоридных растворов довольно широко используют для решения прикладных задач. Разработан [1032] комбинированный спектральный метод определения молибдена в гранитах и аналогичных породах, включающий экстракцию элемента ТБФ. Предложены методики экстракционного выделения и последующего определения молибдена в ванадии и ванадатах [1024], индии [851], кобальтово-марганцевых катализаторах и пы-лях рафинирования меди [398], продуктах деления урана-233 и плутония-239 [1037], в металлическом уране [1038, 1040] и его окиси [1040], сталях [1025], никеле [1038, в растворах [346, 399, 1027—1029]. Представляют интерес методы фотометрического определения молибдена, в которых окраска развивается непосредственно в экстрактах после прибавления каких-либо реагентов [1027—1029]. В радиохимии экстракция Mo(VI) из хлоридных растворов может быть использована, например, нри определении радиоизотоиной чистоты препаратов молибдена, вольфрама и рения [621], а в технологии — для выделения молибдена из сложных по составу растворов, в частности, полученных при выщелачивании молибдено-вольфрамовых концентратов [623, 1030, 1034, 1043, 1047] и при переработке кобальто-марганцевых катализаторов и пылей рафинирования меди [397, 398], молибденитовых и шеелито-повеллитовых концентратов и дрз гих продуктов [1045, 1046]. [c.179]

Если восстановление проводить при температурах намного выше 1050° С, образующийся UF3 диспропорцио-нирует на UF4 и металлический уран. Ниже 900° С процент восстановленного UF4 ничтожен. UF3 образуется при нагревании хорошо перемешанной смеси UF4 и тонкого порошка металлического урана, полученного разложением гидрида урана нри температуре 1050°С в течение 2 ч в атмосфере аргона. Получаемый таким методом UF3 представляет собой плотный продукт черного цвета высокой чистоты. UF3 не очень гигроскопичен и медленно реагирует с влажным воздухом при комнатной температуре. Но при нагревании на воздухе до 900° С UF3 окисляется и количественно превращается в НзОз. Более эффективно это превращение может быть осуществлено обработкой LIF3 смесью паров воды и воздуха. Трифторид урана почти нерастворим в воде и медленно окисляется в холодной воде, образуя гелеобразный зеленый продукт. Он довольно стоек к действию кислот и нерастворим в оксалате аммония, но растворяется в кислотах, обладающих окислительными свойствами, с образованием растворов солей уранила. Холодные разбавленные кислоты лишь медленно взаилю-действуют с UF3, но он быстро растворяется в горячей HNO3. Выделение окислов азота в процессе протекания [c.113]

В настоящее время в США цена на очищенный металлический уран составляет 40 долл. за 1 кг. По оценке Джонсона [9], западные государства могут произвести от 1 до 2 млн. т урана в виде концентрата изОв высокой чистоты со средней стоимостью 26,5 долл. за 1 кг. По его же оценке, стоимость извлечения урана из фосфоритов и битуминозных сланцев может составить от 66 до ПО долл. за 1 кг. Только США имеют запас урана в этой форме от 5 до 6 млн. т. По оценке Патнема [8 ], во всем мире может быть получено до 25 млн. т урана по цене до 220 долл. за 1 кг. [c.139]

Методы одноцветной и двухцветной окраски были применены для определения следов кадмия в цинке [288, 296], металлическом уране [452, 682, 869, 1613], металлическом висмуте [946], хроме [711], алюминии и его солях [1062, 1336], железе [1423], никелевых ваннах [916], вольфраме [336], силикатных породах [876, 960], морской воде [713], в кислотах высокой чистоты [1430] и биологических материалах [185, 937]. [c.212]

Родербург [99] провел обширные исследования по проверке методов выделения чистого урана, в частности, метода восстановления галогенидов урана щелочными металлами. С целью повышения чистоты металла применяли бомбы из различных легированных сталей, но во всех случаях металлический уран получался со значительным содержанием железа. Родербург пытался также восстановить тетрафторид урана натрием и калием, но реакция проходила лишь частично. Фишер [100] и Райдил [101] также исследовали различные методы получения металлического урана. Наилучшим из значительного количества изученных методов они считали способ восстановления тетрахлорида урана магнием или натрием в присутствии хлорида кальция. Однако партии металла, полученные этим путем, имели различную степень чистоты, о чем можно судить по колебаниям электропроводности. Для того чтобы свести загрязнения кислородом и азотом к минимуму, восстановление тетрахлорида урана металлическим натрием проводили в эвакуированной металлической бомбе [102]. Продукт получился в виде тонкого порошка и попрежнему содержал значительные количества кислорода. Имеется детальное описание подобного процесса восстановления в вакууме [103]. [c.110]

Температура и теплота плавления урана. Долгое время считали, что металлический уран имеет высокую температуру плавления. Это мнение, повидимому, находилось в согласии с положением урана в периодической системе, а именно в самой нижней части подгруппы, занятой чрезвычайно тугоплавкими металлами—хромом, молибденом и вольфрамом. Экспериментальные определения дали для температуры плавления урана величины 1690° [18] и 1700 25° [94]. Однако вскоре в связи с развитием работ по производству чистого металла было установлено, что эти значения завышены [95]. По определению английских исследователей, температура плавления урана равна 1150° [96]. Более поздние определения дали значения 1105— 1116° для урана 99,8 и 99,9%-ной чистоты [34, 57]. В Америке вначале для этой температуры было найдено значение 1300° [97, 98], но последующие, более точные измерения [99] привели к еще более низким значениям, чем английские, а именно 1080 d= 20° для 99,1 %-ного урана и1125 25°для 99,7%-ного металла. Другие величины лежат в интервале от 1123° (1,5% С) до 1134° (0,03%С) [89]. Из диаграммы состояния системы уран—алюминий экстраполяцией найдено значение 1125° [100]. [c.129]

НИИ окисных соединений урана. Так как металлургическая плавка протекает очень бурно и связана с большим выделением тепла, в тетрафториде не должно содержаться легколетучих компонентов, таких, как вода, аммиак и др. В противном случае возможны выбросы шихты или продуктов восстановительной плавки. В процессе металлургической плавки металл несколько загрязняется примесями, попадающими из восстановителя и материала футеровки. Поэтому, если металлический уран должен быть ядерночистым, к тетрафториду урана предъявляется требование еще больше11 чистоты, т. е. он должен обладать запасом чистоты, чтобы нивелировать некоторое загрязнение металла в процессе плавки. [c.251]

Таким образом, были проверены все или почти все известные к тому времени методики получения карбонилов металлов. Ав горы [39],однако, допускают, что причиной неудач синтезов, в которых исходным веществом служил металлический уран, могла быть недостаточная чистота его и окрида углерода. При попытке синтеза по методике 5 предполагалась устойчивость карбонила урана к воде, что может не соответствовать действительности. Таким образом, по мнению авторов [39] вопрос о существовании летучего карбонила урана остается открытым. [c.157]

Фтористый кальций имеет особо высокую теплоту образования (см. табл. 48) и поэтому даже при высоких температурах он очень устойчив к действцю восстановителей, и прежде всего расплавленных металлов. Это одно из немногих веществ, которое не разъедается расплавленным ураном. Поэтому тигли и формы для получения металлического урана для атомных реакторов изготовляют из шлакующегося фторида кальция ( фторидного шлака ). Посуду из фторидного шлака изготовляют следующим образом фторид кальция обрабатывают крахмалом или метилцеллюлозой до тестообразного состояния. Тесто формуют и после высушивания при 800—900° шлакуют. Шлакование удается провести только в случае высокой чистоты фтористого кальция (Ei hner h., 1951). [c.300]

Получение слитков урана. Известны многочисленные способы получения слитков металлического урана восстановлением илн электролизом. Наибольшее распространение получили кальциетермический и особенно магниетермический методы восстановления тетрафторнда ураиа. Эти процессы проводятся в специальных реакторах — бомбах. При магние-термическом способе внутрь реактора помещают графитовые тигли с загруженными прессованными брикетами из UF4 и магниевой стружки. При кальциетермическом способе тигель изготовляют из фторида кальция, а брикеты —нз UF4 и кальциевой стружки. Из загруженных реакторов удаляют воздух, затем их промывают аргоном и проводят восстановление, помещая реактор в печь (магниетермический способ) или возбуждая реакцию специальным запалом (кальциетермический способ). В настоящее время освоена технология получения магниетермическим способом крупногабаритных (диаметр 450 мм) слитков урана массой до 2 т. Это позволяет во многих случаях исключить последующий переплав металла в печах. Последний производится с целью утилизации стружко-вых отходов урана, увеличения массы слитков и очистки от примесей. Для выплавки урановых слнтков применяют главным образом плавку под флюсом, индукционную нли дуговую плавку с плавящимся и непла-вящимся электродами, а также электроннолучевой переплав. Плавка под флюсом служит для укрупнения слитка, который при этом способе производства может достигать 10 т, другие способы плавки позволяют получить уран повышенной чистоты. [c.618]

Экстракция дитизоном была применена для определения следов цинка в металлическом кадмии [62, 614], никеле [284, 1144], уране [684], сурьме [369], галлии высокой чистоты (галлий отделяли в виде HGa l4) [1452], солях различных элементов, не осаждаемых сероводородом [1276], в чугуне н стали [139, 602], двуокиси германия [1150], кислотах [1430], горных породах [960, 1451], метеоритах [736], при- [c.222]

Методы получения металлов повышенной чистоты путем их фракционной перекристаллизации в ртути описаны в работах 1 б-ио По данным диаграмм состояния амальгамных систем можно выбрать оптимальные условия раздеде-ния сложных сплавов с получением очень чистых металлов 1 . 105-110 фракционной перекристаллизацией сплавов алюминия и урановых отходов. ядерных реакций в ртути были получены металлический алюминий и уран высокой чистоты 1 5-110. [c.230]

Ряд реактивов, первоначально описанных для качественного открытия алюминия, затем был предложен и для его количественного определения (в их числе и З-окси-2-нафтойная кислота, позволяющая путем капельной реакции открывать 0,0002 мкг А1) [158]. Такие реактивы сведены в табл. IV-2. Морин применен для определения алюминия в воде [367]. При использовании 8-оксихинальдина для анализа окиси тория влияние мешающих элементов устраняют путем экстракции теноилтрифтора-цетоном и введения соответствующих комплексообразователей [228]. Известная флуоресцентная реакция алюминия с 8-оксихи-нолином применена для его прямого определения в воде [288], в бронзе [229], в вольфраме и его окислах [204], в металлических магнии [151] и уране [152], в солях висмута (после удаления последнего электролизом на ртутном катоде) [153] и в реактивных кислотах [320]. Реакция с понтахром сине-черным Р (эриохром сине-черным В) [360] использована при анализе сталей, бронз и минералов [355], морской воды [337], сульфида цинка (то же, после отделения мешающих примесей электролизом на ртутном катоде) [204], металлических магния [257, 259], германия [119] и сурьмы [123]. Отмечено применение для тех же целей понтахром фиолетового SW [327]. Салицилал-2-аминофенол, предложенный ранее для качественных целей [242], был использован для анализа реактивов высокой степени чистоты [35, 36, 76]. Указанная в табл. IV-2 чувствительность достигнута при условии тщательной очистки используемых буферных растворов. Для устранения помех со стороны больших количеств железа при анализе сталей предложено осаждать его избытком едкого натра в присутствии пергидроля [295], а при анализе силикатов — восстанавливать до двухвалентного состояния с последующей маскировкой 2,2 -дипиридилом [354] в обоих случаях определение алюминия производят путем его фотометри-рования в виде 8-оксихинолината. [c.143]

Определить теплоемкость металлического урана. Желая давно сделать это определение, я пытался, при содействии г-на Бауэра, получить сплавленный уран, но у нас посхоянно получался порошковатый, а с этим последним я не решился делать определения по недостатку уверенности в его чистоте. [c.274]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология