กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 4 นาที

ความผันผวนของฟลูออไรด์

ฟลูออไรด์/เคมีนิวเคลียร์/การนำนิวเคลียร์กลับมาใช้ใหม่/ลิงก์ย้อนกลับเทมเพลต Webarchive

ความระเหยของฟลูออไรด์คือแนวโน้มของโมเลกุลที่มีฟลูออรีน สูง ที่จะระเหยกลายเป็น ไอ ที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำเฮปตาฟลูออไรด์เฮกซาฟลูออไรด์และเพนตาฟลูออไรด์ มีจุดเดือดต่ำกว่า ฟลู...

ความผันผวนของฟลูออไรด์

ความระเหยของฟลูออไรด์คือแนวโน้มของโมเลกุลที่มีฟลูออรีน สูง ที่จะระเหยกลายเป็น ไอ ที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำเฮปตาฟลูออไรด์เฮกซาฟลูออไรด์และเพนตาฟลูออไรด์ มีจุดเดือดต่ำกว่า ฟลู ออไรด์ที่มีวาเลนซ์ ต่ำกว่ามากไดฟลูออไรด์และไตรฟลูออไรด์ ส่วน ใหญ่มีจุดเดือดสูง ในขณะที่เตตระฟลูออไรด์และโมโนฟลูออไรด์ ส่วนใหญ่ มีจุดเดือดอยู่ระหว่างกลาง คำว่า "ความระเหยของฟลูออไรด์" เป็นศัพท์เฉพาะที่ใช้โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริบทของการแยกสารกัมมันตรังสี

ความผันผวนและค่าคงที่

ธาตุสีน้ำเงินมีฟลูออไรด์ที่ระเหยได้หรือระเหยได้อยู่แล้ว ธาตุสีเขียวไม่มี แต่มีคลอไรด์ที่ระเหยได้ ธาตุสีแดงไม่มีทั้งฟลูออไรด์และคลอไรด์ แต่ตัวธาตุเองระเหยได้ที่อุณหภูมิสูงมาก ผลผลิตที่ 10 0 , 1, 2, 3ปีหลังจากการแตกตัวโดยไม่พิจารณาการจับนิวตรอน ในภายหลัง สัดส่วน 100% ไม่ใช่ 200% การสลายตัวแบบเบตาKr-85Rb , Sr-90Zr , Ru-106Pd , Sb-125Te , Cs-137Ba , Ce-144Nd , Sm-151Eu , Eu-155Gdสามารถมองเห็นได้

ค่าเวเลนซ์ของธาตุส่วนใหญ่จะอ้างอิงจากค่าฟลูออไรด์สูงสุดที่ทราบ อย่างไรก็ตาม ธาตุที่มีค่าเวเลนซ์สูงมักจะมีสถานะออกซิเดชันสูงกว่าในสารประกอบที่มีออกซิเจนมากกว่าฟลูออรีน

โดยคร่าวๆ แล้ว ความสามารถในการระเหยของฟลูออไรด์สามารถใช้ในการกำจัดธาตุที่มีวาเลนซ์ 5 หรือมากกว่า ได้แก่ยูเรเนียมเนปทูเนียมพลูโทเนียมโลหะกึ่งโลหะ(เทลลูเรียมแอนติโมนี ) อโลหะ(ซีลีเนียม)ฮาโลเจน ( ไอโอดีนโบรมีน) และโลหะทรานซิชันกลาง ( ไนโอเบียมโมลิบเดนัมเทคนีเซียมรูทีเนียมและอาจรวมถึงโรเดียม)ส่วนประกอบนี้รวมถึงแอคติไนด์ที่สามารถนำกลับมาใช้เป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ในเครื่องปฏิกรณ์ความร้อน ได้ง่ายที่สุด และ ผลิตภัณฑ์ฟิสชันที่มีอายุยืนยาวสองชนิดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการกำจัดโดยการเปลี่ยนสภาพ ได้แก่Tc-99และI-129รวมถึงSe-79ด้วย

ก๊าซเฉื่อย ( ซีนอนริปตอน ) ระเหยได้ง่ายแม้ไม่มีการเติมฟลูออไรด์ และจะไม่ควบแน่นยกเว้นที่อุณหภูมิต่ำกว่ามาก

โลหะ ที่เหลืออยู่ ได้แก่โลหะอัลคาไล ( ซีเซียมรูบิเดียม) โลหะอัลคาไลน์เอิร์(ตรอนเทียมแบเรียม ) แลนทาน อยด์ แอคติไนด์ที่เหลือ( อเมริเซี ยมคูเรียม ) โลหะทรานซิชันที่เหลือ( อิตเทรียมเซอร์โคเนียมพัลาเดียมเงิน)และโลหะหลังทรานซิชัน( ดีบุกอินเดียแคดเมียม ) ส่วนประกอบนี้ประกอบด้วยผลิตภัณฑ์ฟิสชันที่เป็นอันตรายต่อรังสีในระยะเวลาหลายสิบปี ( Cs-137 , Sr-90 , Sm-151 ) ผลิตภัณฑ์ฟิสชันที่มีอายุยืนยาวอีกสี่ชนิด ได้แก่Cs-135 , Zr-93 , Pd-107 , Sn-126ซึ่งมีเพียงชนิดสุดท้ายเท่านั้นที่ปล่อยรังสีรุนแรง สารพิษนิวตรอนส่วนใหญ่และแอคติไนด์ระดับสูง (อะเมริเซียม คูเรียมแคลิฟอร์เนีย)ที่เป็นอันตรายต่อรังสีในระยะเวลาหลายร้อยหรือหลายพันปี และยากต่อการใช้งานเนื่องจากรังสีแกมมา แต่สามารถเกิดฟิสชันได้ในเครื่องปฏิกรณ์แบบเร็วอะเมริเซียมใช้ในเครื่องตรวจจับควันแบบไอออนไนเซชันในขณะที่แคลิฟอร์เนียมใช้เป็นแหล่งกำเนิดนิวตรอนแบบฟิสชันโดยธรรมชาติคูเรียมมีประโยชน์จำกัดมากนอกเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ แอคติไนด์ ที่สามารถเกิดปฏิกิริยาฟิชชันได้แต่ไม่สามารถเกิดฟิชชันได้เอง สามารถนำไปใช้หรือกำจัดทิ้งในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบกึ่งวิกฤตโดยใช้แหล่งกำเนิดนิวตรอนภายนอก เช่นระบบขับเคลื่อนด้วยเครื่องเร่งอนุภาค (Accelerator Driven System )

วิธีการแปรรูปซ้ำ

ยูเรเนียมออกไซด์ทำปฏิกิริยากับฟลูออรีนเพื่อสร้างยูเรเนียมเฮกซาฟลูออไรด์ใน รูปก๊าซ พลูโทเนียมส่วนใหญ่ทำปฏิกิริยาเพื่อสร้างพลูโทเนียมเฮกซาฟลูออไรด์ในรูปก๊าซ ผลิตภัณฑ์ฟิสชันส่วนใหญ่( โดยเฉพาะธาตุที่มีประจุบวก: แลนทานัมสตรอนเทียมแบเรียมอิตเทรียมซีเซียม) ก่อตัวเป็นฟลูออไรด์ที่ไม่ระเหย โลหะบางส่วนในผลิตภัณฑ์ฟิสชัน ( โลหะทรานซิชัน ได้แก่ไนโอเบียมรูทีเนียมเทคนีเซียมโมลิบเดนัมและ ไอโอดีนซึ่งเป็น ฮาโลเจน ) ก่อตัวเป็นฟลูออไรด์ที่ระเหยได้ (จุดเดือด <200 °C) ซึ่งมาพร้อมกับยูเรเนียมและพลูโทเนียมเฮกซาฟลูออไรด์ พร้อมกับก๊าซเฉื่อยจาก นั้นจึงใช้ การกลั่นเพื่อแยกยูเรเนียมเฮกซาฟลูออไรด์ออกจากส่วนผสม[ 1 ] [ 2 ] 

ผลิตภัณฑ์ฟิสชันอัลคาไลน์ที่ไม่ระเหยและ ส่วนประกอบของ แอคติไนด์รองนั้นเหมาะสมที่สุดสำหรับการแปรรูปเพิ่มเติมด้วย กระบวนการ ทางเคมีไฟฟ้า แบบแห้ง ( ไพโรเคมี ) โดยไม่ใช้น้ำ ฟลูออไรด์ ของแลนทานัมละลายได้ยากในกรดไนตริกที่ใช้ในวิธีการแปรรูปแบบใช้น้ำ เช่นPUREX , DIAMEXและSANEXซึ่งใช้การสกัดด้วยตัวทำละลายการระเหยของฟลูออไรด์เป็นเพียงหนึ่งในหลายกระบวนการไพโรเคมีที่ออกแบบมาเพื่อแปรรูปเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้ว

สถาบันวิจัยนิวเคลียร์ Řež ที่Řežในสาธารณรัฐเช็กได้ทดสอบเครื่องจ่ายแบบสกรูที่ป้อนยูเรเนียมออกไซด์บด (จำลองเม็ดเชื้อเพลิงที่ใช้แล้ว) เข้าไปในเครื่องฟลูออริเนเตอร์ซึ่งอนุภาคจะถูกเผาในก๊าซฟลูออรีนเพื่อสร้างยูเรเนียมเฮกซาฟลูออไรด์[ 3 ]

ฮิตาชิได้พัฒนาเทคโนโลยีที่เรียกว่า FLUOREX ซึ่งรวมการระเหยของฟลูออไรด์เพื่อสกัดยูเรเนียมเข้ากับการสกัดด้วยตัวทำละลายแบบดั้งเดิม (PUREX) เพื่อสกัดพลูโทเนียมและธาตุทรานส์ยูเรเนียมอื่นๆ[ 4 ]วงจรเชื้อเพลิงที่ใช้ FLUOREX มีจุดประสงค์เพื่อใช้กับเครื่องปฏิกรณ์น้ำหน่วงการปลดปล่อยที่ลดลง[ 5 ]

ฟลูออไรด์บางชนิดละลายน้ำได้ ในขณะที่บางชนิดละลายน้ำไม่ได้ (ดูตารางการละลาย ) และสามารถแยกออกจากกันได้ในสารละลายในน้ำ อย่างไรก็ตาม กระบวนการในน้ำทั้งหมดที่เกิดขึ้นโดยไม่กำจัดทริเทียม (ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ทั่วไปของการแตกตัวของธาตุสาม องค์ประกอบ ) [ 6 ] [ 7 ] ออกไปอย่างสมบูรณ์ ก่อนที่จะเติมน้ำ จะทำให้เกิดการปนเปื้อนของน้ำด้วยน้ำที่มีทริเทียมซึ่งยากต่อการกำจัดออกจากน้ำ[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]ธาตุบางชนิดที่สร้างฟลูออไรด์ที่ละลายน้ำได้ จะสร้างคลอไรด์ที่ไม่ละลายน้ำ การเติมคลอไรด์ที่ละลายน้ำได้ที่เหมาะสม (เช่นโซเดียมคลอไรด์ ) จะ ทำให้แคตไอออนเหล่านั้น ตกตะกอนออกมาตัวอย่างหนึ่งคือซิลเวอร์ (I) ฟลูออไรด์ (ละลายน้ำได้) ซึ่งจะเกิดตะกอนซิลเวอร์คลอไรด์ เมื่อเติมคลอไรด์ที่ละลายน้ำได้

AgF + NaCl → AgCl↓ + NaF

ฟลูออไรด์บางชนิดทำปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำและอาจก่อให้เกิดไฮโดรเจนฟลูออไรด์ ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง จำเป็นต้องคำนึงถึงเรื่องนี้หากจะใช้กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับน้ำที่มีฟลูออไรด์[ 11 ]

หากต้องการ สามารถใช้กระบวนการเติมแอนไอออนเพิ่มเติมอีกหลายขั้นตอนคล้ายกับกระบวนการde:Kationentrennungsgang เพื่อแยกแคตไอออนต่างๆ ออกสำหรับการกำจัด การแปรรูปเพิ่มเติม หรือการใช้งาน

ตารางคุณสมบัติที่เกี่ยวข้อง

ฟลูออไรด์จุดเดือด °Cจุดหลอมเหลว °Cครึ่งชีวิตที่สำคัญผลผลิต
เอชเอฟ119.5−83.6T:12yสารเคมีทั่วไป
บีเอฟ5−100.3−126.8ไม่มีอันไหนเกิน 0.8 วินาทีสารพิษนิวตรอนที่ใช้ในการควบคุม
เซเอฟ34−46.6−50.879 Se:327ky0.04%
TeF 52−39−38127ม. Te:109d
ถ้า534.8 (1 บรรยากาศ)6.5 ( จุดสามจุด )129 I:15.7my0.54%
โมเอฟ423417.499เดือน: 2.75 วัน
พูเอฟ946252239 Pu :24ky
ทีซีเอฟ4355.337.499 Tc :213ky6.1%
เอ็นพีเอฟ9355.1854.4237 Np :2.14my
ยูเอฟ9256.5 (ย่อย)64.8233 U :160ky
รูเอฟ44200 (ธ.ค.)54106 Ru:374d
RhF 4573.5 [ 12 ]70103 Rh:เสถียร
อ้างอิง7573.7248.3ไม่ใช่ FP
BrF 3540.25−61.3081 Br:เสถียร
ถ้า5397.859.43129 I:15.7my0.54%
XeF 54114.25 ( ย่อย )129.03 ( จุดสามจุด )
SbF 511418.3125 Sb:2.76y
รูโอเอฟ44184115106 Ru:374d
รูเอฟ4422786.5106 Ru:374d
NbF 412347995 Nb:35dต่ำ
พีดีเอฟ46107 Pd:6.5my
SnF 50750 (ซับไลต์)705121ม .1 Sn:44y 126 Sn:230ky0.013% ?
ZrF 40905932 ( จุดสามทาง )93 Zr:1.5my6.35%
เอจีเอฟ471159435109 Ag:เสถียร
ซีเอสเอฟ551251682137 Cs :30.2y 135 Cs:2.3my6.19% 6.54%
ก่อน4132755210 Be:1.4my
อาร์บีเอฟ371410795
ยูเอฟ9214171036233 U :160ky
ฟลีบี1430459มั่นคง
ฟลินาค1570454มั่นคง
ลิฟ31676848มั่นคง
เคเอฟ19150285840 K:1.25Gy
นาฟ111704993มั่นคง
ThF 9016801110
ซีดีเอฟ4817481110113ม. Cd:14.1ปี
วายเอฟ392230115091 Y:58.51d
อินเอฟ49>12001170
บาเอฟ5622601368140 Ba:12.75d
ทีบีเอฟ6522801172
จีดีเอฟ641231159 Gd:18.5h
พีเอ็มเอฟ611338147น.:2.62 ปี
ยูเอฟ6322801390155 Eu:4.76y
NdF 6023001374147นด:11ด
พีอาร์เอฟ591395143 Pr:13.57d
ซีเอฟ5823271430144 Ce:285d
สมเอฟ6224271306151ม. :90 ปี0.419% ?
SrF 382460147790 Sr : 29.1y5.8%
ลาเอฟ571493140 La:1.68d

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  • ฟลูออไรด์ด้านบนที่หายไป: [ 13 ]
    • PrF (เนื่องจากสลายตัวที่อุณหภูมิ 90  °C)
    • TbF (เนื่องจากสลายตัวที่อุณหภูมิ 300  °C)
    • CeF (เนื่องจากสลายตัวที่อุณหภูมิ 600  °C)
  • ปราศจากฟลูออไรด์ที่เสถียร: Kr [ 14 ]
  • การศึกษาเกี่ยวกับกระบวนการทางไฟฟ้าเคมีสำหรับการแยกแอกทิไนด์และแลนทานไนด์ในตัวกลางฟลูออไรด์หลอมเหลว ( PDF )
  • "การแยกและการทำให้บริสุทธิ์ของ UF จากฟลูออไรด์ระเหยง่ายโดยวิธีการกลั่นแยก" (PDF)เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อวันที่ 13 มกราคม 2548
  • การกลั่นด้วยความดันต่ำของส่วนหนึ่งของเกลือตัวนำเชื้อเพลิงจากการทดลองเครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลว (PDF)
  • การใช้กระบวนการระเหยของฟลูออไรด์เพื่อสกัดเทคนีเซียมจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วที่ผ่านการแปรสภาพ (PDF)
  • รายงานการประเมินโดยผู้ทรงคุณวุฒิเกี่ยวกับกลยุทธ์ในการระบุลักษณะการปนเปื้อนของธาตุทรานส์ยูเรเนียมและเทคนีเซียมในกระบอกบรรจุกากยูเรเนียมเฮกซาฟลูออไรด์ที่หมดสภาพแล้ว (PDF)
  • ค่าคงที่ทางกายภาพของสารประกอบอนินทรีย์ (PDF)
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Fluoride_volatility&oldid=1358581719 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ความผันผวนของฟลูออไรด์

ความระเหยของฟลูออไรด์คือแนวโน้มของโมเลกุลที่มีฟลูออรีน สูง ที่จะระเหยกลายเป็น ไอ ที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำเฮปตาฟลูออไรด์เฮกซาฟลูออไรด์และเพนตาฟลูออไรด์ มีจุดเดือดต่ำกว่า ฟลู...

ความผันผวนและค่าคงที่

ค่าเวเลนซ์ ของธาตุส่วนใหญ่จะอ้างอิงจากค่าฟลูออไรด์สูงสุดที่ทราบ อย่างไรก็ตาม ธาตุที่มีค่าเวเลนซ์สูงมักจะมีสถานะออกซิเดชันสูงกว่าในสารประกอบที่มีออกซิเจนมากกว่าฟลูออรีน

วิธีการแปรรูปซ้ำ

ยูเรเนียมออกไซด์ ทำปฏิกิริยากับฟลูออรีนเพื่อสร้าง ยูเรเนียมเฮกซาฟลูออไรด์ ใน รูปก๊าซ พลูโทเนียม ส่วนใหญ่ทำปฏิกิริยาเพื่อสร้างพลูโทเนียมเฮกซาฟลูออไรด์ในรูปก๊าซ ผลิตภัณฑ์ฟิสชันส่วนใหญ่( โดย เฉพาะธาตุที่มีประจุบวก: แลนทานัม สตรอน เทียม แบเรียม อิตเทรียม ซีเซียม)...

ตารางคุณสมบัติที่เกี่ยวข้อง

ฟลูออไรด์ ซ จุดเดือด °C จุดหลอมเหลว °C ครึ่งชีวิต ที่สำคัญ ผลผลิต เอชเอฟ 1 19.5 −83.6 T:12y สารเคมีทั่วไป บีเอฟ 5 −100.3 −126.8 ไม่มีอันไหนเกิน 0.8 วินาที สารพิษนิวตรอนที่ใช้ในการควบคุม เซเอฟ 34 −46.6 −50.8 79 Se:327ky 0.04% TeF 52 −39 −38 127ม.