Введение

Тенденция высокофторированных молекул испаряться Волатильность фтора - это тенденция высокофторированных молекул испаряться при сравнительно низких температурах. Гептафториды, гексафториды и пентафториды имеют гораздо более низкую температуру кипения, чем фториды с более низкой валентностью. Большинство дифторидов и трифторидов имеют высокую температуру кипения, в то время как большинство тетрафторидов и монофторидов находятся в промежутке между ними. Термин "непроницаемость фтора" используется в жаргоне, особенно в контексте разделения радионуклидов.

Волатильность и валентность

Валентность большинства элементов основана на наивысшем известном фториде. Примерно, летучесть фторида может быть использована для удаления элементов с валентностью 5 или более: урана, нептуния, плутония, металлоидов (теллурия, антимония), неметалов (селена), галогенов (йода, брома) и средних переходных металлов (ниобия, молибдена, техноция, рутения и, возможно, родия). Эта фракция включает в себя актиниды, наиболее легко используемые в качестве ядерного топлива в тепловом реакторе, и два долгоживущих продукта деления, наиболее подходящих для удаления путем трансмутации, Tc 99 и I 129, а также Se 79. Благородные газы (ксенон, криптон) летучие даже без фторирования и не конденсируются, за исключением температур, значительно ниже. Остаются щелочные металлы (кезий, рубидий), щелочно-землистые металлы (стронций, барий), лантаноиды, остальные актиниды (америций, курий), остальные переходные металлы (иттрий, цирконий, палладий, серебро) и постпереходные металлы (цинк, индий, кадмий). Эта фракция содержит продукты деления, которые представляют радиационную опасность в масштабе десятилетий (Cs 137, Sr 90, Sm 151), четыре оставшихся долгоживущих продукта деления Cs 135, Zr 93, Pd 107, Sn 126, из которых только последний излучает сильное излучение, большинство нейтронных ядов и более высокие актиниды (америций, куриум, калифорний), которые представляют радиационную опасность в масштабе сотен или тысяч лет и с которыми трудно работать из-за гамма-излучения, но делятся в быстром реакторе.

Методы переработки

Окиси урана вступают в реакцию с фторином, образуя газообразный гексафторид урана, большая часть плутония вступает в реакцию с газообразным гексафторидом плутония, большинство продуктов деления (особенно электроположительные элементы: лантаноиды, стронций, барий, иттрий, цезий) образуют нелетучие фториды. Некоторые металлы в продуктах деления (переходные металлы - ниобий, рутений, технотий, молибден и галоген-йод) образуют летучие фториды (точка кипения < 200 °C), которые сопровождают гексафториды урана и плутония вместе с инертными газами. Затем используется дистилляция для отделения гексафторида урана из смеси. Нелетучие продукты щелочного деления и незначительные актиноиды наиболее подходят для дальнейшей обработки "сухой" электрохимической обработкой (пирохимической) неводными методами. Фториды лантаноидов трудно растворяются в азотной кислоте, используемой для водной переработки, такой как PUREX, DIAMEX и SANEX, которые используют экстракцию растворителем. Фторидная летучесть - это лишь один из нескольких пирохимических процессов, предназначенных для переработки отработавшего ядерного топлива. В Институте ядерных исследований в Реже в Чехии были испытаны винтовые дозировщики, которые подавали окись измельченного урана (симулируя использованные топливные гранулы) в фторизатор, где частицы сжигали в фторированном газе для образования гексафторида урана. Hitachi разработала технологию, называемую FLUOREX, которая сочетает в себе летучесть фторида для извлечения урана с более традиционной экстракцией растворителем (PUREX), для извлечения плутония и других трансураников. Топливный цикл на основе FLUOREX предназначен для использования с водяным реактором с пониженной степенью умеренности.

Таблица соответствующих свойств

ZrF4 40 905 932 (триточковая) 93Zr:1.5my 6.35% AgF 47 1159 435 109Ag: стабильный CsF 55 1251 682 137Cs:30.2y135Cs:2.3my 6.19%6.54% BeF2 4 1327 552 RbF 37 1410 795 UF4 92 1417 1036 233U:160ky FLiBe 1430 459 стабильный FLiNaK 1570 454 стабильный LiF 3 1676 848 стабильный KF 19 1502 858 40K:1.25Gy NaF 11 1704 993 стабильный ThF4 90 1680 1110 CdF2 48 1748 1110 113mCd:14.1y YF3 39 2230 1150 91:58.51d InF3 > 491 20070 1170 BaF2 5660 22Cs:30.2 140BaBa 1368 132.75 Tb3 2275b3 2280 1172 GF3 1280 GF3 6495 1231 PrdG 159d PrdG 1585 PrdGd 6362 1327 633 633 PrdGy 633 1427 1427 FF3 1427 F3 1427 F3 1427 F3 1427 F3 1427 F3 СРФ2 38 2460 1477 90 СР: 29,1 и 5,8% СР3 57 1493 140 СР:1.68d