鈾氮化物
化合物
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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
簡介
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
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
| 三氮化二鈾[4] | |
|---|---|
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| 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。 | |
參考文獻
- ^ 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.