Uranium nitrides
ইউরেনিয়াম নাইট্রাইড হল বিভিন্ন সিরামিক পদার্থের একটি পরিবারঃ ইউরেনিয়াম মনোনাইট্রাইড (ইউ. এন), ইউরেনিয়াম সেস্কুইনাইট্রাইড (ইউ2এন3) এবং ইউরেনিয়াম ডাইনাইট্রাইড (ইউ. এন2)। নাইট্রাইড শব্দটি ইউরেনিয়ামের সাথে আবদ্ধ নাইট্রোজেনের −3 জারণ অবস্থাকে বোঝায়। ইউরেনিয়াম নাইট্রাইডকে একটি সম্ভাব্য পারমাণবিক জ্বালানী হিসাবে বিবেচনা করা হয়েছে এবং বর্তমানে রাশিয়ায় নির্মাণাধীন বি. আর. ই. এস. টি-300 পারমাণবিক চুল্লিতে এটি ব্যবহার করা হবে। বলা হয় যে এটি নিরাপদ, শক্তিশালী, ঘন, আরও তাপ পরিবাহী এবং উচ্চ তাপমাত্রা সহনশীল। জ্বালানি বাস্তবায়নের চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে রয়েছে সমৃদ্ধ ইউএফ6 থেকে একটি জটিল রূপান্তর পথ, উৎপাদনের সময় জারণ প্রতিরোধের প্রয়োজনীয়তা এবং একটি চূড়ান্ত নিষ্পত্তির পথ নির্ধারণ ও লাইসেন্সের প্রয়োজনীয়তা। ব্যয়বহুল, অত্যন্ত আইসোটোপিকভাবে সমৃদ্ধ 15এন ব্যবহার করার প্রয়োজনীয়তা কাটিয়ে ওঠা একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয়। এটি অনেক বেশি সাধারণ 14এন-এর (তুলনামূলকভাবে) উচ্চ নিউট্রন ক্যাপচার ক্রস-সেকশনের কারণে প্রয়োজনীয়, যা একটি চুল্লির নিউট্রন অর্থনীতিকে প্রভাবিত করে। সংশ্লেষ কার্বোথার্মিক হ্রাস ইউ. এন উৎপাদনের সাধারণ কৌশল হল নীচে বর্ণিত 2 ধাপের পদ্ধতিতে ইউরেনিয়াম অক্সাইড (ইউ. ও. 2)-এর কার্বোথার্মিক হ্রাস। 3ইউও2 + 6সি → 2ইউসি + ইউও2 + 4সিও (আর্গনে, 10 থেকে 20 ঘন্টার জন্য> 1450 ডিগ্রি সেলসিয়াস) 4ইউসি + 2ইউও2 + 3এন2 → 6ইউএন + 4সিও সল-জেল পদ্ধতি এবং নাইট্রোজেন বায়ুমণ্ডলে বিশুদ্ধ ইউরেনিয়ামের চাপ গলন পদ্ধতিও ব্যবহার করা যেতে পারে। ইউ. এন. 2 উৎপাদনের আরেকটি সাধারণ কৌশল হল ইউরেনিয়াম টেট্রাফ্লোরাইডের অ্যামোনোলাইসিস। ইউরেনিয়াম টেট্রাফ্লোরাইড উচ্চ চাপ এবং তাপমাত্রায় অ্যামোনিয়া গ্যাসের সংস্পর্শে আসে, যা ফ্লোরিনকে নাইট্রোজেন দিয়ে প্রতিস্থাপন করে এবং হাইড্রোজেন ফ্লোরাইড তৈরি করে। উপাদান. 2008,20,3076. এই তাপমাত্রায় হাইড্রোজেন ফ্লোরাইড একটি বর্ণহীন গ্যাস এবং অ্যামোনিয়া গ্যাসের সাথে মিশে যায়। হাইড্রাইডিং-নাইট্রাইডিং জাতিসংঘ সংশ্লেষণের একটি অতিরিক্ত পদ্ধতিতে সরাসরি ধাতব ইউরেনিয়াম থেকে তৈরি করা হয়। 280 ডিগ্রি সেলসিয়াসের বেশি তাপমাত্রায় হাইড্রোজেন গ্যাসে ধাতব ইউরেনিয়াম উন্মুক্ত করে ইউএইচ3 তৈরি করা যেতে পারে। উপরন্তু, যেহেতু ইউ. এইচ. 3-এর নির্দিষ্ট আয়তন ধাতব পর্যায়ের তুলনায় বেশি, তাই সংকরকরণ ব্যবহার করে অন্যথায় কঠিন ইউরেনিয়ামকে শারীরিকভাবে অপঘটিত করা যেতে পারে। সংকরকরণের পরে, ইউএইচ3 প্রায় 500 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় নাইট্রোজেন বায়ুমণ্ডলের সংস্পর্শে আসতে পারে, যার ফলে ইউ2এন3 তৈরি হয়। 1150 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে তাপমাত্রায় অতিরিক্ত উত্তাপের মাধ্যমে, সেস্কুইনাইট্রাইড তারপর জাতিসংঘে বিচ্ছিন্ন হতে পারে। আইসোটোপ 15এন (যা প্রাকৃতিক নাইট্রোজেনের প্রায় 0.37% গঠন করে) ব্যবহার করা ভালো কারণ প্রধান আইসোটোপ, 14এন-এর একটি উল্লেখযোগ্য নিউট্রন শোষণ ক্রস সেকশন রয়েছে যা নিউট্রন অর্থনীতিকে প্রভাবিত করে এবং বিশেষত, এটি একটি (এন, পি) বিক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায় যা উল্লেখযোগ্য পরিমাণে তেজস্ক্রিয় 14সি তৈরি করে যা পুনর্ব্যবহার বা স্থায়ী সংরক্ষণের সময় যত্ন সহকারে অন্তর্ভুক্ত এবং পৃথক করা প্রয়োজন। প্রতিটি ইউরেনিয়াম ডাইনাইট্রাইড কমপ্লেক্সের তিনটি স্বতন্ত্র যৌগ একযোগে উপস্থিত বলে মনে করা হয় কারণ ইউরেনিয়াম ডাইনাইট্রাইড (ইউ. এন. 2) ইউরেনিয়াম সেস্কুইনাইট্রাইড (ইউ. এন 2 এন 3) এবং তারপর ইউরেনিয়াম মনোনাইট্রাইড (ইউ. এন)-এ পচিয়ে যায়। ইউরেনিয়াম ডাইনাইট্রাইডগুলি নিম্নলিখিত ক্রমানুসারে বিক্রিয়া দ্বারা ইউরেনিয়াম মনোনাইট্রাইডে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়ঃ 4ইউএন2 → 2ইউ2এন3 + এন2 2ইউ2এন3 → 4ইউএন + এন2 ইউরেনিয়াম সেস্কুইনাইট্রাইড (ইউ2এন3) বিচ্ছিন্ন করার জন্য ইউএন2-এর পচন হল সবচেয়ে সাধারণ পদ্ধতি। ইউরেনিয়াম মনোনাইট্রাইডকে হাইপারিয়ন পাওয়ার জেনারেশন দ্বারা নির্মিত হাইপারিয়ন পাওয়ার মডিউল চুল্লির মতো চতুর্থ প্রজন্মের চুল্লির জন্য সম্ভাব্য জ্বালানী হিসাবে বিবেচনা করা হচ্ছে। এটি কিছু দ্রুত নিউট্রন পারমাণবিক পরীক্ষা চুল্লিতে পারমাণবিক জ্বালানী হিসাবেও প্রস্তাব করা হয়েছে। সবচেয়ে সাধারণ পারমাণবিক জ্বালানি, ইউরেনিয়াম অক্সাইড (ইউ. ও. 2)-এর তুলনায় উচ্চতর বিভাজনযোগ্য ঘনত্ব, তাপ পরিবাহিতা এবং গলন তাপমাত্রার কারণে ইউ. এন-কে উচ্চতর বলে মনে করা হয়, পাশাপাশি বিভাজন পণ্য গ্যাস এবং ফোলাভাব কম দেখায় এবং ক্ল্যাডিং উপকরণের সাথে রাসায়নিক প্রতিক্রিয়াশীলতা হ্রাস করে। স্ট্যান্ডার্ড ধাতব ইউরেনিয়াম fuel.Mizutani, এ-এর তুলনায় এটির উচ্চতর যান্ত্রিক, তাপীয় এবং বিকিরণ স্থিতিশীলতা রয়েছে; সেকিমোটো, এইচ. অ্যান। নিউক্লিয়াস। শক্তি। 2005, 25 (9), 623-638। সাধারণ অপারেটিং তাপমাত্রায় তাপ পরিবাহিতা ইউরেনিয়াম ডাই অক্সাইডের তুলনায় 4-8 গুণ বেশি, যা সর্বাধিক ব্যবহৃত পারমাণবিক জ্বালানী। বর্ধিত তাপ পরিবাহিতা জ্বালানির অভ্যন্তরীণ এবং বাইরের অংশগুলির মধ্যে একটি ছোট তাপীয় গ্রেডিয়েন্টের ফলস্বরূপ, সম্ভাব্যভাবে উচ্চতর অপারেটিং তাপমাত্রার অনুমতি দেয় এবং জ্বালানির ম্যাক্রোস্কোপিক পুনর্গঠন হ্রাস করে, যা জ্বালানির জীবনকালকে সীমাবদ্ধ করে। আণবিক ও স্ফটিক কাঠামো ইউরেনিয়াম ডাইনাইট্রাইড (ইউ. এন. 2) যৌগের ক্যালসিয়াম ফ্লোরাইড (সি. এ. এফ 2) ধরনের একটি মুখ-কেন্দ্রিক ঘন স্ফটিক কাঠামো রয়েছে যার একটি স্থান গোষ্ঠী এফ. এম. এম। নাইট্রোজেন ইউরেনিয়ামের প্রতিটি পাশে ট্রিপল বন্ড তৈরি করে একটি রৈখিক structure.Wang, এক্স.; অ্যান্ড্রুজ, এল.; ভ্লাইসাভলজেভিচ, বি.; গাগলিয়ার্ডি, এল. অজৈব রসায়ন গঠন করে। 2011, 50 (8), 3826-3831। দোইঃ 10.1021/ic2003244 α-(ইউ2এন3)-এর একটি দেহ-কেন্দ্রিক ঘন স্ফটিক কাঠামো রয়েছে যা (এমএন2ও3) ধরনের এবং আইএ-এর একটি স্পেস গ্রুপ রয়েছে। জাতিসংঘের একটি মুখ-কেন্দ্রিক কিউবিক স্ফটিক কাঠামো রয়েছে NaCl type.Mueller, M. H. নট, H. W.Acta ক্রিস্টালোগার। 1958,11,751-752। দোইঃ বন্ধনের ধাতব উপাদানটি ইউরেনিয়ামের 5এফ অরবিটাল ব্যবহার করে তবে তুলনামূলকভাবে দুর্বল মিথস্ক্রিয়া তৈরি করে তবে স্ফটিক কাঠামোর জন্য গুরুত্বপূর্ণ। বন্ডের সমযোজী অংশটি ইউরেনিয়ামের 6ডি অরবিটাল এবং 7এস অরবিটালের মধ্যে ওভারল্যাপ এবং 2পি অরবিটাল nitrogen.Évarestov, আর. এ., প্যানিন, এ. আই., এবং লোসেভ, এম. ভি. জার্নাল অফ স্ট্রাকচারাল কেমিস্ট্রি থেকে তৈরি হয়। 2008, 48, 125-135। এন ইউরেনিয়ামের সাথে একটি ত্রিবন্ধন গঠন করে একটি রৈখিক কাঠামো তৈরি করে। ইউরেনিয়াম নাইট্রিডো ডেরিভেটিভস সম্প্রতি, টার্মিনাল ইউরেনিয়াম নাইট্রাইড (-U ষ্ণ N) বন্ধনের সাথে জটিল সংশ্লেষণের ক্ষেত্রে অনেক উন্নয়ন হয়েছে। সমস্ত ইউরেনিয়াম রসায়নের জন্য সাধারণ তেজস্ক্রিয় উদ্বেগের পাশাপাশি, ইউরেনিয়াম নাইট্রিডো কমপ্লেক্সের উৎপাদন কঠোর প্রতিক্রিয়া পরিস্থিতি এবং দ্রবণীয়তার চ্যালেঞ্জের কারণে ধীর হয়ে গেছে। যাইহোক, গত কয়েক বছরে এই ধরনের জটিলতার সংশ্লেষণের খবর পাওয়া গেছে, উদাহরণস্বরূপ নীচে দেখানো তিনটি others.Thomson, R. K.; ক্যান্ট্যাট, T.; স্কট, B. L.; মরিস, D. E.; বাতিস্তা, E. R.; কিপলিঙ্গার, J. L. ইউরেনিয়াম অ্যাজাইড ফোটোলাইসিসের ফলে C-H বন্ধন সক্রিয় হয় এবং একটি টার্মিনাল ইউরেনিয়াম নাইট্রাইডের প্রমাণ প্রদান করে। প্রকৃতি রসায়ন 2010,2,723-729। অন্যান্য U ষ্ণ যৌগগুলিও বিভিন্ন কাঠামোগত বৈশিষ্ট্যের সাথে সংশ্লেষিত বা পর্যবেক্ষণ করা হয়েছে, যেমন ডাই-/ পলিন্যুক্লিয়ার প্রজাতিতে নাইট্রাইড লিগ্যান্ডগুলিকে ব্রিজ করা, এবং বিভিন্ন জারণ states.Evans, W. J.; কোজিমর, S. A.; জিলার, J. W. আণবিক অক্টা-ইউরেনিয়াম রিং বিকল্প নাইট্রাইড এবং অ্যাজাইড ব্রিজের সাথে। বিজ্ঞান 2005,309 (5742), 1835-1838। আরও দেখুন শক্তির ঘনত্বের তালিকা পারমাণবিক জ্বালানী চক্র পারমাণবিক চুল্লি ইউরেনিয়াম কার্বাইড ইউরেনিয়াম অক্সাইড রেফারেন্স বাহ্যিক লিঙ্ক নিউ ইউরেনিয়াম বন্ড দ্য পিরিয়ডিক টেবিল অফ ভিডিওতে "(নটিংহাম বিশ্ববিদ্যালয়) নাইট্রাইড ইউরেনিয়াম যৌগ