Получение чистого металлического урана

Объектом исследования являлся спектрально-чистый металлический уран. Полученная по разработанной авторами методике [9] выходная кривая показана на рис. 5. [c.300]

В случае применения этого метода для получения чистого металлического урана возникает много трудностей. По сравнению с металлами, которые были успешно получены этим методом, уран имеет низкую точку плавления (1133°). Вначале процесс проводили таким образом, чтобы расплавленный металл стекал каплями с проволоки [123]. Однако этот метод считается неудовлетворительным лучше применять такие низкие температуры разложения, при которых уран остается твердым [ 24]. [c.111]

Сплавление металлических компонентов почти всегда необходимо проводить в вакууме или инертной атмосфере аргона или гелия. В настоящее время часто применяются тугоплавкие тигли из окислов бериллия, циркония или тория в отдельных случаях пользуются и тиглями из окиси алюминия. Для предотвращения окисления требуется создание очень хорошего вакуума. ЕсЛи один из. металлов весьма летуч, то, для сведения к минимуму потерь из-за дестил-ляции можно применять атмосферу из хорошо очищенного аргона. Лучше всего пользоваться индукционным нагревом это особенно желательно при сплавлении металлов, сильно различающихся по удельному весу, так как при этом происходит их более полное перемешивание. В случае легкоплавких металлов, например свинца или висмута, применяются электролитические процессы. Так, тетрахлорид урана растворяли в расплавленной смеси хлоридов натрия и кальция (т. пл. 750°), затем смесь подвергали электролизу в ванне со стальным катодом, покрытым слоем жидкого свинца или висмута [2]. Для получения ртутных амальгам необходимо применять очень чистый металлический уран, приготовленный разложением гидрида. Некоторые сплавы были случайно получены при одновременном восстановлении тетрафторида урана и фторидов других металлов. Но этот метод не рекомендуется для систематического изучения, так как при нем затруднительно заранее определить конечный состав и структуру сплавов. [c.148]

Если имеется чистый металлический уран, то гидридный метод синтеза дисульфида превосходит все другие вследствие его простоты. Однако и здесь, как и в случае полуторного сульфида, продукт, полученный при высокотемпературном процессе, устойчивее полученного из гидрида в условиях более низких температур. [c.273]

Выводы. Из приведенного материала видно, что успешное приготовление летучего карбонила урана или даже доказательство существования такого соединения является нелегкой задачей. Обзор последних работ показывает, что было проверено большинство возможных методов получения карбонилов металлов, если не все эти методы. Что касается работ, сделанных с металлическим ураном, то весьма желательно повторить эти эксперименты, используя имеющийся теперь очень чистый металлический уран и чистую окись углерода. Предложено (и, повидимому, эта мысль заслуживает внимания) применять сплавы, например сплав никеля с ураном [123]. Во всех опытах, вьшолненных до сих пор, в которых наблюдалась реакция (как это часто бывало), не предпринималось попыток выяснить ее течение. Все, что делалось, заключалось в быстром определении, образуется или не образуется летучее соединение урана. Понимание того, что происходит с ураном в случае некоторых таких реакций, могло бы помочь в планировании дальнейших экспериментов. [c.447]

Применение урана и его соединений обусловлено главным образом потребностями ядерной энергетики. При этом изотоп используется непосредственно как ядерное горючее, а — как сырье для получения вторичного горючего — Ри. Экономически целесообразным оказывается использовать в реакторах не чистый а обогащенную смесь и При этом легкий изотоп подвергается реакции деления, а тяжелый превращается в плутоний. В качестве материала для тепловыделяющих элементов реактора (твэлов) используют не только металлический уран, но и его соединения (иОа, изОв, ик, иС). Один из искусственно получаемых изотопов — — также является ядерным горючим. [c.441]

Хил [581] также подтвердил выводы Кольтгофа и Харриса, что в среднекислых растворах UOa дает три волны восстановления на ртутном капельном электроде, U (IV) — одну волну, а кислые растворы и (III) — одну волну окисления, которая по величине и соответствует третьей волне на полярограмме Ю1 . Кроме того, в слабокислых растворах ]01 Хил [581] заметил за волной еще одну большую волну, имеющую в хлоридных растворах Ei/ —1,85 б, а в сульфатных —2,2 в. Эта волна обусловлена, по его мнению, восстановлением U (III) до металла. Из этих данных следует, что уран в твердом виде осаждается на поверхности электрода. Хотя до последнего времени считалось, что растворимость урана в ртути ничтожно мала, однако в последние годы найдено, что металлический уран с очень чистой поверхностью, полученный в отсутствие кислорода, путем разложения гидрида урана, амальгамируется, образуя массу серебряного цвета, похожую на другие амальгамы, и что амальгама с содержанием урана < 1 % жидкая и устойчива на воздухе [549]. Однако следует отметить, что ни нам, ни другим исследователям не удалось наблюдать эту волну. [c.168]

Электролиз можно вести также в присутствии фтор-иона в этом случае восстанавливающийся до четырехвалентного уран образует практически нерастворимый фторид, пленка которого плотно прилегает к электроду. Электролитическим восстановлением уранил-фторида до ир4 пользуются в промышленном масштабе [922] для получения чистого тетрафторида урана, служащего для получения металлического урана. [c.371]

Образование гидридов внедрения используют для получения порошков чистых металлов. Например, металлический уран и другие актиниды, а также очень чистые титан и ванадий пластичны, и потому приготовить из них порошки простым растиранием металла практически нельзя. Чтобы лишить металл пластичности, его насыщают водородом (в металлургии эта операция называется охрупчиванием металла). Образовавшийся гидрид легко растирают в порошок. Да уже при насыщении урана водородом происходит разрушение металла и образуется порошок. Его затем нагревают в вакууме, удаляют водород и получают порошок чистого урана. [c.55]

Система уран — магний. Эти два элемента почти полностью не смешиваются и практически не растворимы друг в друге даже при высоких температурах. Диаграмма состояния этой системы представляет незначительный интерес и поэтому не приводится. Вывод из нее—это возможность использования магния в качестве восстановителя для получения из UF4 чистого металлического урана. [c.356]

Химически чистый металл для реакторов—так называемый уран X. ч. р.—из технических концентратов получают в большинстве случаев на специализированных рафинажных предприятиях, работающих по однотипной схеме с использованием магнийтермического восстановления четырехфтористого урана. Некоторые характеристики возможных многочисленных способов получения металлического урана восстановлением окислов или галогенидов щелочными или щелочноземельными металлами приведены в табл. 12 (стр. 232).Практически применяется способ восстановления четырехфтористого урана металлическим магнием, так как в этом процессе получается плотный металлический уран х. ч. р. и образуются шлаки с относительно низкой температурой плавления. [c.230]

Впервые металлический уран получен более ста лет назад, но производство чистого металла в больших масштабах стало возможным только с 1940 г. До разработки методов, описанных в этой главе, металлический уран получали [c.107]

Восстановление галогенидов урана щелочными или щелочноземельными металлами. Как указывалось выше, металлический уран был получен Пелиго [67] восстановлением тетрахлорида урана металлическим калием. С тех пор часто применяли восстановление галогенидов урана щелочными или щелочноземельными металлами. Полученный Пелиго металл содержал примесь платины, так как восстановление проводилось в платиновом тигле. Замена калия натрием почти не улучшила процесса [95]. По методу Пелиго в качестве флюса применялся хлорид калия, а реакционная смесь в платиновом тигле защищалась от воздуха слоем древесного угля. Циммерман [96] изменил метод Пелиго. Он использовал железную бомбу [97]. Для предохранения от разъедания ее защищали слоем расплавленного хлорида натрия. Тетрахлорид урана, хлорид натрия и металлический натрий загружали в бомбу, которую затем завинчивали, а реакционную смесь нагревали до белого каления. Циммерман утверждал, что этим методом он получил чистый, плотный металл. Муассан [72] повторил опыты Циммермана и установил, что металлический уран, полученный [c.109]

В последующих работах проведено повторное исследование реакции между водородом и тетрафторидом. Водород тщательно очищали пропусканием над нагретым металлическим ураном (стр. 141). При проведении реакции в кварцевой трубке при температуре выше 600° выделялись фторсодержащие газы. Продукт реакции, однако, в значительной степени состоял из двуокиси урана. Полученные данные объясняли следующим образом в присутствии следов влаги небольшое количество тетрафторида подвергается гидролизу, причем образуются двуокись урана и фтористый водород последний действует на кварц с образованием тетрафторида кремния и некоторого количества воды. Цикл повторяется до полного превращения тетрафторида урана в двуокись. Такой механизм реакции наиболее вероятен в том случае, когда водород медленно пропускается через систему. При проведении реакции между тетрафторидом урана и водородом в трубке из монель-металла выделения фтористого водорода не наблюдается совсем. Тетрафторид может быть выделен практически неизмененным даже после 48-часовой обработки чистым водородом при 980°. Эти результаты непонятны, поскольку, как указывается ниже, в Англии добились успеха в получении трифторида по существу тем же самым методом. [c.285]

Для получения соединений урана, обогащенного этим изотопом, чистые соединения природного урана переводят в гексафторид — единственное устойчивое газообразное соединение, пригодное для общепринятого диффузионного метода разделения изотопов урана. Из обогащенного изотопом гексафторида получают металлический уран, окислы и другие соединения. [c.7]

Металлический уран можно получить также путем термического разложения галоидных соединений его, в частности при разложении четырех-иодистого урана. Однако этот способ малопроизводителен и требует применения высокой температуры и глубокого вакуума. Он пригоден лишь для рафинирования чернового урана и может быть использован при получении очень чистого металлического урана в небольших количествах. [c.354]

Все сплавы урана с углеродом, полученные этим путем, по составу негомогенны, они содержат дендритные включения карбида в основной массе насыщенного раствора углерода в уране. Карбидные включения можно отделить путем обработки сплава 3 н. соляной кислотой, содержащей немного перекиси. Нерастворенный остаток представляет практически чистый монокарбид U , что подтверждается рентгенографическим и химическим анализами (4,70% углерода). Монокарбид урана можно также получить нагреванием урана и дикарбида U g выше 1800°. Сообщается, что при взаимодействии металлического урана с углеродом в зависимости от температуры может образоваться монокарбид или дикарбид [16] [c.184]

Получение чистого металлического урана сопровождается многочисленными трудностями. Уран обладает большим сродством к кислороду, азоту и углероду и восстанавливает многие из обычных окисных керамических материалов. Методы получения металлического урана при температурах ниже его точки плавления дают металл в виде тонкого порошка, легко окисляющегося на воздухе и труднопревращаемого в компактную форму. Уран нельзя получить электролизом водных растворов его солей. Получение жидкого урана путем электролиза расплавленных солей, т. е. таким же методом, который был успешно применен для производства более легкоплавких металлов — алюминия, магния и натрия, затруднено тем, что точка плавления урана слишком высока (1130° С). [c.155]

Как видно на рис. 29, толщина напыленных реплик меняется в зависимости от рельефа поверхности, что и обусловливает появление контраста на изображении. При этом предполагается, что осаждаемые нары не кристаллизуются и не мигрируют на поверхности (или мигрируют в незначительной степени). Кэлбик [83] исследовал пригодность различных материалов для изготовления реплик и показал, что наилучшее разрешение в принципе могут дать реплики, образованные тяжелыми металлами (платиной, ураном), так как в этом случае для достижения хорошего контраста достаточно нанести очень тонкие слои. Однако на практике такие чисто металлические реплики непригодны из-за низкой механической прочности, так как металлическая пленка является слишком тонкой, к тому же несплошной и разрушается после отделения от объекта. Поэтому обычно применяют реплики, состоящие из двух частей прерывистого слоя тяжелого металла, в основном создающего контраст, и удерживающего слоя, который должен быть по возможности сплошным и тонким и обладать достаточной механической прочностью. Наилучшим материалом для такого слоя является углерод, и поэтому ниже будет проведено детальное рассмотрение различных вариантов получения углеродных реплик. В ряде случаев бывает трудно или невозможно отделить углеродную реплику от объекта, тогда прибегают к двухступенчатому способу с использованием промежуточного отпечатка. [c.93]

Тетрафторид урана может быть получен либо осаждением его растворимыми фторидами из водных растворов четырехвалентного урана, либо сухим методом, путем взаимодействия соединений урана, в частности иОг, с фторирующими агентами при повышенных температурах. Обычно UF4 получают путем фторирования фтористым водородом UO2, приготовленной восстановлением высших окислов урана водородом. Тетрафторид урана различного изотопного состава получают восстановлением UFs водородом. Электролитическим восстановлением водных растворов иона уранила в присутствии HF можно непрерывно получать UF4. Тетрафторид урана осаждается из водных растворов в виде очень устойчивого UF4 2,5F[20. Предпринимавшиеся попытки полностью извлечь гидратную влагу из тетрафторида урана простым нагреванием в токе инертного газа обычно оказывались безуспешными. Тетрафторид, получаемый этим методом, почти всегда содержит небольшие количества окиси, образовавшейся при его гидролизе. Для получения чистого безводного UF4 из осажденного гидрата необходимо обработать его при 400—500° С газообразным фтористым водородом. Безводный IJF4 требуется в производстве металлического урана и гекса-фторида урана. Холодные концентрированные минеральные кислоты слабо воздействуют на тетрафторид урана, но он растворяется в кипящей H2SO4 и в сильных кислотах, к которым добавлена борная кислота, образующая с нонами фтора комплексы ВРГ. В образовавшихся растворах уран находится в форме ионов четырехвалентного урана. Тетрафторид урана образует ряд двойных солей с фторидами металлов. Эти соли очень устойчивы и могут быть получены из солевых расплавов, содержащих UF4, или осаждены из водных растворов. [c.114]

Обнаружив, что некоторые природные урановые минералы (урановая смоляная руда, уранит и т. д.) оказываются более активныхми, чем металлический уран и его искусственные соединения такого же состава, как и природные минералы, М. Кюри высказала предположение, что в подобных минералах содержатся малые количества неизвестных высокорадиоактивных элементов. Попытки химического выделения этих гипотетических простых веществ привели Пьера и Марию Кюри к открытию двух новых радиоактивных элементов — полония (Z=84) и радия (2 = 88), а впоследствии (1902 г.) к получению весовых количеств (100 мг) чистого хлорида радия, к определению его атомного веса и целого ряда физико-химических свойств. [c.31]

Гидрид урана используется для получения различных соединений урана и прежде всего для приготовления из него чистого, тонкодиснерс-ного металлического урана. При гидрировании металл полностью превращается в микрокристаллический порошок, из которого водород может быть удален нагреванием до 350—400° С в вакууме. Так как интерметаллические соединения урана не реагируют с водородом, то металлический уран можно отделить от посторонних включений гидрированием и просеиванием. В частности, этот метод может быть применен к урано-алюминиевым сплавам. [c.265]

Поскольку и з5 содержится в металлическом уране в малых количествах и разделять изотопы химическим путем невозможно, а физическими методами чрезвычайно трудно, то выгоднее искусственно получать изотоп и2зз и Ри зэ, которые при обстреле нейтронами делятся по цепной реакции подобно №35 и, следовательно, также могут быть использованы для получения ядерной энергии. №33 получают при облучении эоТЬ зг замедленными нейтронам1и. В качестве замедлителей нейтронов используют чистый графит или тяжелую воду. [c.32]

Металлический уран и многие ураниловые соли (уранил-нитрат, уранил-карбонат и т. д.) могут быть превращены в UsOs прокалкой в течение 2—3 часов в муфельной печи при температуре 800° С. С мелкой металлической стружкой или порошком урана нужно обращаться с осторожностью, так как уран в таком виде пирофорен. Пробы прокаливают в кварцевых или платиновых тиглях. Соли урана сначала нагревают до З О—400° С, а после разложения прокаливают при температуре 800° С. Галоидные соли урана (например, UF4) предварительно должны быть гидролизованы, а затем подвергнуты прокалке. После прокалки полученную окись-закись тщательно растирают в ступке ) вместе с чистой ОагОз, взятой в отношении 2 98 по весу. Обычно отбирается такое количество окиси-закиси урана, которое достаточно для получения нескольких проб. для анализа. [c.328]

Металлический уран и многие ураниловые соли могут быть превращены в U3O8 прокалкой в муфельной нечи при температуре 800°. С мелкой металлической стружкой или порошком урана нужно обращаться с осторожностью, так как уран в таком виде легко воспламеняется на воздухе. После прокалки полученную закись-окись тщательно-растирают в ступке вместе с чистой СагОз, взятой в отношении 2 98 по весу. Обычно отбирается такое количество закиси-окиси урана, которое достаточно для получения нескольких проб для анализа. [c.216]

Синтез на основе равновесия твердое —газ. Основой синтеза в данном случае является изотерма или изобара системы (см. рис. 22—24). При экзотермичности образующегося соединения в большинстве случаев реакция идет непосредственно. Например, металлический уран энергично поглощает водород при 300° С с образованием индивидуального гидрида иНд. Так же и титан в очень чистом состоянии при взаимодействии с водородом около 400° С дает гидрид состава, близкого к Т1Нз [149, 269]. Изобара Се—Н (см. рис. 20) полностью определяет условия получения дигидрида и тригидрида церия [564]. [c.151]

Для получения металлического урана урановую смолку растворяют в азотной кислоте, в результате чего образуется нитрат уранила и02(Ы0з)2 прокаливая нитрат уранила, получают окись урана(у ) UO3. При восстановлении этой окиси углеродом в электрической печи был впервые получен металлический уран (Муассан, 1883), однако загрязненный карбидом урана. Чистый уран для ядерных реакторов получают, восстанавливая фторид ypana(IV) очень чистым металлическим кальцием [c.732]

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]

Взаимодействие металлического урана с азотом недавно было изучено более подробно. При этом пользовались как ураном в куске, так и порошком металлического урана, полученным разложением гидрида. Стружки урана, очищенные 8 и. азотной кислотой, были превращены в UNj. ig (порошок серо-стального цвета, р=11,3 aj M ) путем нагревания при 450° под давлением азота в 1 атм [23]. Из порошка металлического урана был получен нитрид срстава UNi.vj путем нагревания его в течение трех дней до 520° в токе чистого азота [25]. Было сделано наблюдение, что в результате частичного окисления толстых урановых стружек при прокаливании их на воздухе блестящий металл покрывается слоем нитрида [26]. Установлено, что скорость азотирования урана возрастает с температурой, особенно быстро около 800°, вероятно в связи с переходом металла из fi- в 7- модификацию [27]. Согласно другим наблюдениям, скорость реакции между плотным металлическим ураном и азотом резко возрастает при температуре выше 450° [28]. [c.196]

Восстановление трибромида урана (см. ниже). Трибромид восстанавливается металлическим кальцием до металлического урана с хорошим выходом. Для проведения этой реакции может быть использована обычная методика 15, 32] (см. также гл. 4). Было изучено электрохимическое восстановление растворов трибромида в расплавленных солях [10, 33, 34]. Электролиз раствора трибромида в бромиде бария (4—10% иВгд) при 870—910° дал неудовлетворительный результат—металлический уран отлагался в виде губчатой массы, плохо пристававшей к катоду. Для получения слоя урана на железном, молибденовом или урановом катоде может быть использован раствор трибромида урана в бромиде стронция [10—20% (мол.) ОВгз]. Выход по току составляет около 00%. Чистый расплавленный трибромид не является подходящим электролитом для осаждения урана. [c.415]

Серная кислота почти не взаимодействует с ураном. Ларсен наблюдал [919], что чистая поверхность металлического урана заметно темнеет в 6-м. серной кислоте, после чего незначительное выделение водорода, наблюдающееся вначале, прекращается. Для получения сернокислых растворов урана ведут растворение в серной кислоте с добавкой перекиси водорода и 0,01-м. соляной кислоты, которые легко з даляются при выпаривании. [c.352]

При те шературе 250° С уран с большой скоростью реагирует с водородом, образуя пирофорный гидрид урана иНз черного или коричневого цвета. В свою очередь этот гидрид превращается в очень реакционносно-собный, тонкий металлический порошок при нагревании в вакууме или любой среде, защищающей его от окисления. Гидрид можно сделать устойчивым к самовоспламенению путем окисления в строго контролируемых условиях, в результате чего частицы покрываются защитной окисной пленкой. Гидрид урана — исключительно сильный восстановитель и очень часто применяется для получения многих чистых соединений урана. [c.110]

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]

У ран. Впервые сомнение в правильности принятого атомного веса урана возникло у Д. И.. четом 1869 г. иг == 120, так же как и 1]г = 116, не находил правильного, т. е. естественного, места в системе. Необходимо бы.ло изменить его атомный вес таким образом, чтобы этот измененный атомный вес указывал какое-либо иное место для 1)г, но не между С(1 и Зп, причем это новое место должно было соответствовать всей совокупности физических и химических свойств данного элемента. К этому выводу Д. М., по всем данным, пришел еще летом 1869 г., когда он вычеркнул 11г = 116 из ряда В — А1 и восстановил прежнее значение его атомного веса иг =,= 120. С этого момента Д. И. занялся в своей лаборатории экспериментальным исследованием теплоемкости металлического урана с тем, чтобы отсюда определить его атомный вес. Работа по определению теплоемкости урана продолжалась примерно с осени 1869 г. до середины 1870г., о чем Д. И. упоминает в некоторых своих рукописях и опубликованных статьях но она не дала положительного результата, так как теплоемкость металлического урана Д. И. так и пе удалось в то время определить вследствие чисто технических причин. При подготовке статьи К системеэлементов (осень 1870г.) Д. И. указывал Желая узнать истинный вес атома некоторых из этих элементов (речь идет о временно выключенных из таблицы.— Б. К.), я начал с урана, но попытки получения сплавленного урана, сделанные в моей лаборатории г. Бауером, оказались безуспешны, хотя он и поступал так, как советуют Валансьен и Пелиго. Определения, связанные с порошкообразным ураном, мне казались сомнительными и я отложил исследования этого рода на время (см. р. VII, п. 1У). [c.800]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология