Uranmononitrid
| Uranmononitrid | |
 | |
| Systematiskt namn | Uranmononitrid |
|---|---|
| Kemisk formel | UN |
| Molmassa | 252,036 g/mol |
| Utseende | Metallglans |
| CAS-nummer | 25658-43-9 |
| Egenskaper | |
| Densitet | 14,3 g/cm³ |
| SI-enheter & STP används om ej annat angivits | |
Uranmononitrid (UN) är en nitrid av uran. Den är radioaktiv, har hög densitet (14.3 g/cm³) och har överlag metalliska egenskaper som metallglans, hög värmeledningsförmåga och hög elektrisk ledningsförmåga.[1][2] Uranmononitrid är ett möjligt framtida kärnbränsle, i synnerhet i metallkylda snabba reaktorer.
Framställning[redigera | redigera wikitext]
Uranmononitrid framställs huvudsakligen på två sätt, antingen via urankarbid (UC) eller via uranhydrid (UH3).
Via urankarbid[redigera | redigera wikitext]
Den vanligaste metoden att framställa UN är att reducera urandioxid (UO2) och i nästa steg bilda UN enligt följande[3]:
- 3UO2 + 6C → 2UC + UO2 + 4CO (i argon, > 1450 °C mellan 10 och 20 timmar)
- 4UC + 2UO2 +3N2 → 6UN + 4CO
Via uranhydrid[redigera | redigera wikitext]
En alternativ framställningsmetod utgår från metalliskt uran. Uranhydrid bildas genom att hetta upp uranet till 280 °C i vätgas. Eftersom UH3 har betydligt lägre specifik volym än metallen kommer den att falla av till ett fint pulver samtidigt som mer metall exponeras för vätgasen. I nästa steg hettas uranhydriden upp till cirka 500 °C i kvävgas och bildar uranseskvinitrid (U2N3). I ett sista steg hettas U2N3 upp till minst 1150 °C i argon, vilket får överskottskväve att avges och bildar UN.[4]
- 2U + 3H2 → 2UH3
- 4UH3 + 3N2 → 2U2N3 + 6H2
- 2U2N3 → 4UN + N2
Referenser[redigera | redigera wikitext]
- ^ Hayes et al. (1990). ”Material property correlations for uranium mononitride: I. Physical properties”. Journal of Nuclear Materials 171 (2-3): sid. 262-270. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/002231159090374V. Läst 5 juni 2016.
- ^ Hayes et al. (1990). ”Material property correlations for uranium mononitride: III. Transport properties”. Journal of Nuclear Materials 171 (2-3): sid. 289-299. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/002231159090376X. Läst 5 juni 2016.
- ^ Carmack, W. J. (2004). ”Internal Gelation as Applied to the Production of Uranium Nitride Space Nuclear Fuel”. AIP Conference Proceedings 699: sid. 420–425. doi:. ISSN 0094-243X. Läst 5 juni 2016.
- ^ Malkki et al. (2014). ”Manufacture of fully dense uranium nitride pellets using hydride derived powders with spark plasma sintering”. Journal of Nuclear Materials 452 (1-3): sid. 548-551. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022311514003699. Läst 5 juni 2016.
- Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia, Uranium nitride, 17 september 2015.