고작해야 초등학교 수준(핵화학에서)이니 알수 있게죠~
General Chemistry of the Actinides
Actinide 배위수 6이상 (6~12)
UO2 - black
U3O8 - green black (우라늄의 산화수 6,6,4 -> 16 )
UO2 HCl
U metal =====> U^+4, UO2^+2
금속추출법
Ca
UF6 =======> CaF2 + U (회색, 납색과 유사, 공기중에 놔두면 UO2로 뿌옇게 됨)
△
PuF6 마찬가지
ThCl4 =======> CaCl2 + Th
critical mass ==> 핵폭발하는 최소한의 질량
==> 핵물질(핵무기용, 국제원자력기구에서 분류)
| |
235^U 0.7% | 20% | 90%
238^U 99.3% | 80% | 10%
==> 실제 핵무기
239^Pu 실제 핵무기 50%이상
critical mass
Pu (kg) U (kg)
Yield low mid high tech low mid high tech (기술정도)
1 3 1.5 1 8 4 2.5
5 4 1.5 11 3.5
10 5 2 13 4
20 6 3.5 3 16 9 5
@ 옛날에 필기했던 거라 yield 메가톤인지 아닌지 헷갈리는군요.
actinide 원소의 oxidation states - 대부분 +3
U_metal - 1957년 경 원자로 연료
U3O8 - 요즘 원자로 원료, 열팽창 계수 낮아 팽창을 많이 하지 않음
우라늄 정제
U ore (광석) - 우리나라 0.04% UO2 (경제성 있는 광석 0.1%)
묽은 황산용액(H2SO4)
산화제(KClO3) ===== leaching ======> UO2^+2 (in H2SO4 용액)
U ore
==> R2NH (weight amine : R에 탄소수 30~40개) 첨가
==> 두 층으로 분리 (H2SO4 용액(UO2^+2 포함) : 물층, R2NH : 유기층)
==>경계면에서 반응 , UO2(SO4)3^-4 + (H^+) + R2NH
( # UO2에 3개의 (SO4)가 배위결합된 상태)
==> (R2NH2^+)[ UO2(SO4)3^-4] (ion-pair)
==> 유기층으로 넘어감
==> 아민추출 ==> UO2(NO3)2(TBP)2 ==> burn ==> UO2, U3O8 ==> 원자로
주 (1)
주 (1) TBP
인산트리부칠〔(C4H9)3PO4〕의 약자임. TBP는 우라늄 정광으로부터 우라늄 정제를 위한 용매추출, 연료주기의 사용후연료 재처리시 용매추출 등의 경우에 추출용매로 사용된다. 융점은 -80℃, 비점은 289℃, 비중은 0.98(25℃), 물에 녹기 어렵고 유기용매에는 쉽게 용해한다. 방사선분해 및 가수분해에 의하여 MBP(인산모노부칠)를 생성한다. 란타노이드, 악티노이드를 산 용액으로부터 선택적으로 추출하는 성질이 있으며 질산에 대해 안전하다는 것, 내방사선성도 비교적 높다는 것 때문에 라우린산 등과 혼합해서 점도, 비중을 조정해서 재처리용 추출용매로 사용된다