Uranium nitrides
யுரேனியம் நைட்ரைடுகள் என்பது யுரேனியம் மோனோனைட்ரைடு (UN), யுரேனியம் செஸ்குவினைட்ரைடு (U2N3) மற்றும் யுரேனியம் டைனைட்ரைடு (UN2) போன்ற பல பீங்கான் பொருட்களின் குடும்பமாகும். நைட்ரைடு என்ற சொல் யுரேனியத்துடன் பிணைக்கப்பட்ட நைட்ரஜனின்-3 ஆக்சிஜனேற்ற நிலையைக் குறிக்கிறது. யுரேனியம் நைட்ரைடு ஒரு சாத்தியமான அணு எரிபொருளாகக் கருதப்படுகிறது, மேலும் இது தற்போது ரஷ்யாவில் கட்டுமானத்தில் உள்ள BREST-300 அணு உலைகளில் பயன்படுத்தப்படும். இது பாதுகாப்பானது, வலுவானது, அடர்த்தியானது, அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் அதிக வெப்பநிலை சகிப்புத்தன்மை கொண்டதாக கூறப்படுகிறது. எரிபொருளை செயல்படுத்துவதில் உள்ள சவால்களில் செறிவூட்டப்பட்ட யு. எஃப் 6 இலிருந்து ஒரு சிக்கலான மாற்று பாதை, உற்பத்தியின் போது ஆக்சிஜனேற்றத்தைத் தடுக்க வேண்டிய அவசியம் மற்றும் இறுதி அகற்றல் பாதையை வரையறுத்து உரிமம் பெற வேண்டிய அவசியம் ஆகியவை அடங்கும். விலையுயர்ந்த, அதிக ஐசோடோபிக் செறிவூட்டப்பட்ட 15N ஐப் பயன்படுத்த வேண்டிய அவசியம் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க காரணியாகும். ஒரு அணு உலையின் நியூட்ரான் பொருளாதாரத்தை பாதிக்கும் மிகவும் பொதுவான 14N இன் (ஒப்பீட்டளவில்) அதிக நியூட்ரான் பிடிப்பு குறுக்குவெட்டு காரணமாக இது அவசியம். ஐ. நா. வை உருவாக்குவதற்கான பொதுவான நுட்பம் கீழே விளக்கப்பட்டுள்ள 2 படி முறையில் யுரேனியம் ஆக்சைடை (UO2) கார்போதெர்மிக் குறைப்பதாகும். 3UO2 + 6C → 2UC + UO2 + 4CO (ஆர்கானில், 10 முதல் 20 மணி நேரத்திற்கு> 1450 டிகிரி செல்சியஸ்) 4UC + 2UO2 + 3N2 → 6UN + 4CO சோல்-ஜெல் சோல்-ஜெல் முறைகள் மற்றும் நைட்ரஜன் வளிமண்டலத்தின் கீழ் தூய யுரேனியத்தின் வளைவு உருகுதல் ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தலாம். யு. என். 2 ஐ உருவாக்குவதற்கான மற்றொரு பொதுவான நுட்பம் யுரேனியம் டெட்ராஃப்ளூரைடின் அம்மோனோலிசிஸ் ஆகும். யுரேனியம் டெட்ராஃப்ளூரைடு அதிக அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையில் அம்மோனியா வாயுவுக்கு வெளிப்படுகிறது, இது ஃவுளூரின் நைட்ரஜனுடன் மாற்றப்பட்டு ஹைட்ரஜன் ஃவுளூரைடை உருவாக்குகிறது. பொருள். 2008,20,3076. ஹைட்ரஜன் ஃவுளூரைடு இந்த வெப்பநிலையில் நிறமற்ற வாயுவாகும் மற்றும் அம்மோனியா வாயுவுடன் கலக்கிறது. ஐ. நா. தொகுப்பின் ஒரு கூடுதல் முறை உலோக யுரேனியத்திலிருந்து நேரடியாக புனையலைப் பயன்படுத்துகிறது. 280 டிகிரி செல்சியஸுக்கு மேல் வெப்பநிலையில் உலோக யுரேனியத்தை ஹைட்ரஜன் வாயுவுக்கு வெளிப்படுத்துவதன் மூலம், UH3 உருவாகலாம். மேலும், UH3 உலோக கட்டத்தை விட அதிக குறிப்பிட்ட அளவைக் கொண்டிருப்பதால், இல்லையெனில் திடமான யுரேனியத்தை உடல் ரீதியாக சிதைக்க கலப்பினத்தைப் பயன்படுத்தலாம். கலப்பினத்தைத் தொடர்ந்து, UH3 ஐ 500 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் நைட்ரஜன் வளிமண்டலத்திற்கு வெளிப்படுத்தலாம், இதன் மூலம் U2N3 உருவாகிறது. 1150 டிகிரி செல்சியஸுக்கு மேல் வெப்பநிலைக்கு கூடுதல் வெப்பமாக்குவதன் மூலம், செஸ்க்வினைட்ரைடு பின்னர் ஐ. நா. வுக்கு சிதைக்கப்படலாம். 2U + 3H2 → 2UH3 2UH3 + 1.5N2 → U2N3 U2N3 → UN + 0.5N2 ஐசோடோப்பின் பயன்பாடு (இது இயற்கையான நைட்ரஜனின் 0.37% ஐக் கொண்டுள்ளது) விரும்பத்தக்கது, ஏனெனில் பிரதான ஐசோடோப்பான 14N, குறிப்பிடத்தக்க நியூட்ரான் உறிஞ்சுதல் குறுக்குவெட்டைக் கொண்டுள்ளது, இது நியூட்ரான் பொருளாதாரத்தை பாதிக்கிறது, குறிப்பாக, இது ஒரு (n, p) எதிர்வினைக்கு உட்படுகிறது, இது கணிசமான அளவு கதிரியக்க 14C ஐ உருவாக்குகிறது, இது மறுசுழற்சி அல்லது நிரந்தர சேமிப்பின் போது கவனமாக கட்டுப்படுத்தப்பட்டு பிரிக்கப்பட வேண்டும். சிதைவு ஒவ்வொரு யுரேனியம் டைனைட்ரைடு வளாகமும் ஒரே நேரத்தில் மூன்று தனித்துவமான சேர்மங்களைக் கொண்டிருப்பதாகக் கருதப்படுகிறது, ஏனெனில் யுரேனியம் டைனைட்ரைடு (UN2) யுரேனியம் செஸ்குவினைட்ரைடு (U2N3) ஆகவும், பின்னர் யுரேனியம் மோனோனைட்ரைடு (UN) ஆகவும் சிதைக்கப்படுகிறது. யுரேனியம் டைனிடிரைடுகள் பின்வரும் எதிர்வினைகளின் வரிசையால் யுரேனியம் மோனோனைட்ரைடாக சிதைகின்றனஃ 4UN2 → 2U2N3 + N2 2U2N3 → 4UN + N2 யுரேனியம் செஸ்குவினைட்ரைடை (U2N3) தனிமைப்படுத்துவதற்கான மிகவும் பொதுவான முறையாகும். பயன்பாடுகள் யுரேனியம் மோனோனைட்ரைடு ஹைபரியன் பவர் ஜெனரேஷனால் உருவாக்கப்பட்ட ஹைபரியன் பவர் மாட்யூல் அணு உலை போன்ற தலைமுறை IV உலைகளுக்கான சாத்தியமான எரிபொருளாக கருதப்படுகிறது. சில வேகமான நியூட்ரான் அணுசக்தி சோதனை உலைகளில் இது அணு எரிபொருளாகவும் முன்மொழியப்பட்டுள்ளது. மிகவும் பொதுவான அணு எரிபொருளான யுரேனியம் ஆக்சைடு (UO2) ஐ விட அதன் அதிக பிளவுபடுத்தக்கூடிய அடர்த்தி, வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் உருகும் வெப்பநிலை காரணமாக UN உயர்ந்ததாகக் கருதப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் பிளவு தயாரிப்பு வாயுக்கள் மற்றும் வீக்கத்தின் குறைந்த வெளியீட்டை நிரூபிக்கிறது, மேலும் உறைப்பூச்சு பொருட்களுடன் இரசாயன எதிர்வினை குறைகிறது. நிலையான உலோக யுரேனியத்துடன் ஒப்பிடும்போது இது ஒரு சிறந்த இயந்திர, வெப்ப மற்றும் கதிர்வீச்சு நிலைத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது fuel.Mizutani, A. செகிமோட்டோ, எச். ஆன். நியூக்ளஸ். ஆற்றல். 2005, 25 (9), 623-638. வழக்கமான இயக்க வெப்பநிலையில், பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் அணு எரிபொருளான யுரேனியம் டை ஆக்சைடை விட வெப்ப கடத்துத்திறன் 4 முதல் 8 மடங்கு அதிகமாக உள்ளது. அதிகரித்த வெப்ப கடத்துத்திறன் எரிபொருளின் உள் மற்றும் வெளிப்புற பிரிவுகளுக்கு இடையில் ஒரு சிறிய வெப்ப சாய்வில் விளைகிறது, இது அதிக இயக்க வெப்பநிலையை அனுமதிக்கிறது மற்றும் எரிபொருளின் மேக்ரோஸ்கோபிக் மறுசீரமைப்பைக் குறைக்கிறது, இது எரிபொருள் ஆயுளைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. மூலக்கூறு மற்றும் படிக அமைப்பு யுரேனியம் டைனிடிரைடு (யு. என். 2) சேர்மம் கால்சியம் ஃவுளூரைடு (சி. ஏ. எஃப் 2) வகையின் முகத்தை மையமாகக் கொண்ட கன படிக அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. நைட்ரஜன் யுரேனியத்தின் ஒவ்வொரு பக்கத்திலும் மூன்று பிணைப்புகளை உருவாக்குகிறது, இது ஒரு நேரியல் structure.Wang, X. ஆண்ட்ரூஸ், எல்.; வ்லைசாவ்ல்ஜெவிச், பி.; காக்லியார்டி, எல். கனிம வேதியியல். 2011, 50 (8), 3826-3831. டோய்ஃ 10.1021/ic2003244 α-(U2N3) ஆனது IA இன் இடைவெளி குழுவுடன் (Mn2O3) வகையின் உடல் மையமாகக் கொண்ட கன படிக அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. ஐ. நா. வில் NaCl type.Mueller, M. H.; நாட், H. W.Acta படிகவியல். 1958,11,751-752 இன் முகத்தை மையமாகக் கொண்ட கன படிக அமைப்பு உள்ளது. டோய்ஃ 10.1107/S0365110X58002061 பிணைப்பின் உலோகக் கூறு யுரேனியத்தின் 5எஃப் சுற்றுப்பாதையைப் பயன்படுத்துகிறது, ஆனால் ஒப்பீட்டளவில் பலவீனமான தொடர்புகளை உருவாக்குகிறது, ஆனால் படிக கட்டமைப்பிற்கு முக்கியமானது. பிணைப்புகளின் சகப்பிணைப்பு பகுதி யுரேனியத்தில் 6d சுற்றுப்பாதை மற்றும் 7s சுற்றுப்பாதை மற்றும் nitrogen.Évarestov, R. A., பானின், A. I., & லோசேவ், M. V. ஜர்னல் ஆஃப் ஸ்ட்ரக்சரல் கெமிஸ்ட்ரியில் உள்ள 2p சுற்றுப்பாதைகளுக்கு இடையிலான ஒன்றுடன் ஒன்று உருவாகிறது. 2008, 48, 125-135. N யுரேனியத்துடன் ஒரு முக்கோண பிணைப்பை உருவாக்குகிறது, இது ஒரு நேரியல் கட்டமைப்பை உருவாக்குகிறது. யுரேனியம் நைட்ரிடோ வழித்தோன்றல்கள் சமீபத்தில், முனைய யுரேனியம் நைட்ரைடு (-U ஷ்ண N) பிணைப்புகளுடன் வளாகங்களின் தொகுப்பில் பல முன்னேற்றங்கள் ஏற்பட்டுள்ளன. அனைத்து யுரேனியம் வேதியியலுக்கும் பொதுவான கதிரியக்க கவலைகளைத் தவிர, யுரேனியம் நைட்ரிடோ வளாகங்களின் உற்பத்தி கடுமையான எதிர்வினை நிலைமைகள் மற்றும் கரைதிறன் சவால்களால் குறைக்கப்பட்டுள்ளது. ஆயினும்கூட, இத்தகைய வளாகங்களின் தொகுப்புகள் கடந்த சில ஆண்டுகளில் பதிவாகியுள்ளன, எடுத்துக்காட்டாக கீழே காட்டப்பட்டுள்ள others.Thomson, R. K.; கேன்டாட், T.; ஸ்காட், B. L.; மோரிஸ், D. E.; பாடிஸ்டா, E. R.; கிப்லிங்கர், J. L. யுரேனியம் அசைடு ஃபோட்டோலிசிஸ் ஆகியவை C-H பிணைப்பு செயல்பாட்டை விளைவிக்கின்றன மற்றும் ஒரு முனைய யுரேனியம் நைட்ரைடிற்கான ஆதாரங்களை வழங்குகிறது. இயற்கை வேதியியல் 2010,2,723-729. டி-/ பாலினியூக்ளியர் இனங்களில் நைட்ரைடு ஈந்தணைவிகளை இணைத்தல் மற்றும் பல்வேறு ஆக்சிஜனேற்றம் states.Evans, டபிள்யூ. ஜே.; கொசிமோர், எஸ். ஏ.; சில்லர், ஜே. டபிள்யூ. மூலக்கூறு ஆக்டா-யுரேனியம் வளையங்கள் மாற்று நைட்ரைடு மற்றும் அஸைடு பாலங்களுடன் போன்ற பல்வேறு கட்டமைப்பு அம்சங்களுடன் பிற யு ஷ்ணன் சேர்மங்களும் ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன அல்லது காணப்படுகின்றன. அறிவியல் 2005,309 (5742), 1835-1838. ஆற்றல் அடர்த்திகளின் பட்டியலையும் பார்க்கவும் அணு எரிபொருள் சுழற்சி அணு உலை யுரேனியம் கார்பைடு யுரேனியம் ஆக்சைடு குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் புதிய யுரேனியம் பிணைப்பு வீடியோக்களின் கால அட்டவணையில் "(நாட்டிங்ஹாம் பல்கலைக்கழகம்) நைட்ரைடுகள் யுரேனியம் சேர்மங்கள்