铀氮化物
化合物
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氮铀化物，是核燃料循环中重要的燃料。典型的氮铀化物由一氮化铀(UN)、三氮化二铀(U2N3)及二氮化铀(UN2)组成。[1]
一氮化铀
简介
一氮化铀（UN），黄褐色或灰色晶体，立方晶系氯化钠型结构。相对密度14.31。熔点2630±50 °C。铀和氮加热至400 °C时产生的是一氮化铀、三氮化二铀和二氮化铀的混合物。基于其具有高熔点、密度和热导率等﹐用作核燃料。[2]
制取
把铀放在氢气中，生成三氢化铀，最适温度为225°C
再将氢化物置于氮气中，生成三氮化二铀。注意，此反应为放出大量热。
最后，三氮化二铀可在900°C或以上的真空环境或1200°C或以上的惰性气体环境被脱氮还原，生成一氮化铀[3]
三氮化二铀
| 三氮化二铀[4] | |
|---|---|
| |
| IUPAC名 Uranium nitride | |
| 识别 | |
| CAS号 | 12033-83-9 
|
| 性质 | |
| 化学式 | U2N3 |
| 摩尔质量 | 518.078 g·mol⁻¹ |
| 外观 | 结晶状固体 |
| 密度 | 11300 kg m-3（固体） |
| 熔点 | 900 °C（分解成UN） |
| 沸点 | 分解 |
| 溶解性（水） | 0.08 g/100 ml (20 °C) |
| 结构 | |
| 晶体结构 | 六角形，hP5 |
| 空间群 | P-3m1, No. 164 |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |
参考文献
- ^ 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. （原始内容存档于2022-05-28） （英语）.
- ^ Yin Hu Xiaofang Wang, 胡殷 王晓方. 铀氮化物晶体结构及电子结构. 化学进展. 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.