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