Uranmononitrid
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.
| 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 | |
Framställning redigera
Uranmononitrid framställs huvudsakligen på två sätt, antingen via urankarbid (UC) eller via uranhydrid (UH3).
Via urankarbid redigera
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
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
- ^ 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.