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二氧化鈈
鎖定
二氧化鈈理化性質
二氧化鈈是綠棕色到黃棕色的固體,在氦氣中的熔點為2280±30℃,蒸氣壓很低;通常由草酸鈈和硝酸鈈灼燒而得。高温灼燒法的二氧化鈈密度為11.46g/cm3,屬螢石型結構。常為綠色,和粒度有關。二氧化鈈,特別是在高温下燒結後,十分難溶,在鹽酸和硝酸中溶解極慢且不完全,在沸騰的氫溴酸中溶解較快,用硫酸氫鈉等熔劑在熔融條件下可溶解二氧化鈈。二氧化鈈具有熔點高,輻照穩定性高,與金屬及反應堆冷卻劑相容,易於製造等優點。被用作動力反應堆核燃料,也常與二氧化鈾混合製成混合氧化物燃料。
二氧化鈈製備方法
在空氣中灼燒鈈或它的化合物(磷酸鹽除外),以及在真空或惰性氣氛中加熱含氧化物到1000℃時生成二氧化鈈。Holley等用灼燒Pu或Pu的草酸鹽,或Pu的過氧化物製得了二氧化物。起始的化合物要以結晶的形式沉澱是很重要的,因為膠體沉澱在灼燒時容易生成黑色、不純的氧化物。
在空氣中加熱Pu或Pu的草酸鹽到1000℃可以製得很純的、結晶的二氧化物。為避免急劇分解,在大約700℃以前加熱速度必須很慢,之後温度可以很快升到1000℃以去掉最後的痕跡量的碳。過氧化物可以用類似的方式灼燒,只是它必須緩慢地加熱到大約200℃,以避免由於急劇分解而引起的飛濺。加熱到700℃可去掉硫酸鹽。為了保證高純度產品,加熱到1000℃。
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二氧化鈈應用領域
由於二氧化鈈具有高熔點、輻照穩定、同金屬互容以及容易製備等特性,是核燃料的一種適用的組成形式。高温下二氧化鈈可與氟化氫反應生成三氟化鈈,有氧氣存在時生成四氟化鈈;高温下與氟作用生成六氟化鈈,與鋅鎂合金反應還原生成金屬鈈。
β-三氧化二鈈的熔點為2085±25℃;可由二氧化鈈與碳在氦中加熱到1625℃製得。α-三氧化二鈈可由在真空中加熱二氧化鈈到1650~1800℃ 而製得。α-三氧化二鈈由二氧化鈈熔化時損失氧而製得,其熔點為2360±20℃。
- 參考資料
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- 1. (美)J.M.克利夫蘭著. 鈈化學:科學出版社,1974
- 2. 沙仁禮編著. 非金屬核工程材料. 北京:原子能出版社, 1996.06.
- 3. 氧化鈈(Ⅳ)|Plutonium(Ⅳ)oxide|11116 .物競數據庫[引用日期2024-03-13]