Uranium nitrides
یورینیم نائٹرائڈز کئی سیرامک مواد کے خاندان میں سے کوئی بھی ہے: یورینیم مونونائٹرائڈ (یو این)، یورینیم سیسکوینائٹرائڈ (یو 2 این 3) اور یورینیم ڈائنائٹرائڈ (یو این 2)۔ لفظ نائٹرائڈ سے مراد یورینیم سے منسلک نائٹروجن کی −3 آکسیکرن حالت ہے۔ یورینیم نائٹرائڈ کو ایک ممکنہ جوہری ایندھن کے طور پر سمجھا جاتا ہے اور اس کا استعمال اس وقت روس میں زیر تعمیر بی آر ای ایس ٹی-300 جوہری ری ایکٹر میں کیا جائے گا۔ کہا جاتا ہے کہ یہ محفوظ، مضبوط، گھنے، زیادہ تھرمل کنڈکٹو اور زیادہ درجہ حرارت برداشت کرنے والا ہے۔ ایندھن کے نفاذ کے چیلنجوں میں افزودہ یو ایف 6 سے ایک پیچیدہ تبدیلی کا راستہ، مینوفیکچرنگ کے دوران آکسیکرن کو روکنے کی ضرورت اور حتمی ٹھکانے لگانے کے راستے کی وضاحت اور لائسنس کی ضرورت شامل ہے۔ مہنگے، انتہائی آئسوٹوپک طور پر افزودہ 15N کا استعمال کرنے کی ضرورت پر قابو پانا ایک اہم عنصر ہے۔ یہ بہت زیادہ عام 14N کے (نسبتا) اعلی نیوٹران کیپچر کراس سیکشن کی وجہ سے ضروری ہے، جو ری ایکٹر کی نیوٹران معیشت کو متاثر کرتا ہے۔ ترکیب کاربوتھرمک کمی یو این پیدا کرنے کی عام تکنیک یورینیم آکسائڈ (یو او 2) کی کاربوتھرمک کمی ہے جو ذیل میں بیان کردہ 2 مراحل کے طریقہ کار میں ہے۔ 3 یو او 2 + 6 سی → 2 یو سی + یو او 2 + 4 سی او (ارجن میں، 10 سے 20 گھنٹوں کے لیے> 1450 ڈگری سیلسیس) 4 یو سی + 2 یو او 2 + 3 این 2 → 6 یو این + 4 سی او سول جیل سول جیل کے طریقے اور نائٹروجن ماحول کے تحت خالص یورینیم کے آرک پگھلنے کا بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ امونولائسس یو این 2 پیدا کرنے کی ایک اور عام تکنیک یورینیم ٹیٹرا فلورائڈ کا امونولائسس ہے۔ یورینیم ٹیٹرا فلورائڈ ہائی پریشر اور درجہ حرارت کے تحت امونیا گیس کے سامنے آتا ہے، جو فلورائن کو نائٹروجن سے بدل دیتا ہے اور ہائیڈروجن فلورائڈ پیدا کرتا ہے۔ مواد۔ 2008، 20، 3076۔ ہائیڈروجن فلورائڈ اس درجہ حرارت پر ایک بے رنگ گیس ہے اور امونیا گیس کے ساتھ مل جاتی ہے۔ ہائیڈرائڈنگ-نائٹرائڈنگ اقوام متحدہ کی ترکیب کا ایک اضافی طریقہ براہ راست دھاتی یورینیم سے من گھڑت سازی کا استعمال کرتا ہے۔ 280 ڈگری سیلسیس سے زیادہ درجہ حرارت پر دھاتی یورینیم کو ہائیڈروجن گیس کے سامنے رکھ کر یو ایچ 3 بنایا جا سکتا ہے۔ مزید برآں، چونکہ UH3 کا مخصوص حجم دھاتی مرحلے سے زیادہ ہوتا ہے، اس لیے ہائبرڈیشن کو جسمانی طور پر بصورت دیگر ٹھوس یورینیم کو سڑنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ہائبرڈریشن کے بعد، یو ایچ 3 کو 500 ڈگری سیلسیس کے آس پاس کے درجہ حرارت پر نائٹروجن کے ماحول کے سامنے لایا جا سکتا ہے، جس سے یو 2 این 3 بنتا ہے۔ 1150 ڈگری سیلسیس سے اوپر کے درجہ حرارت کو اضافی طور پر گرم کرنے سے، سیسکوینیٹرائڈ کو پھر اقوام متحدہ میں تحلیل کیا جا سکتا ہے۔ آاسوٹوپ 15N کا استعمال (جو قدرتی نائٹروجن کے تقریبا 0.37% پر مشتمل ہے) بہتر ہے کیونکہ غالب آاسوٹوپ، 14N، میں ایک اہم نیوٹران جذب کراس سیکشن ہوتا ہے جو نیوٹران معیشت کو متاثر کرتا ہے اور خاص طور پر، یہ ایک (n, p) رد عمل سے گزرتا ہے جو تابکار 14C کی نمایاں مقدار پیدا کرتا ہے جسے دوبارہ پروسیسنگ یا مستقل اسٹوریج کے دوران احتیاط سے شامل اور الگ کرنے کی ضرورت ہوگی۔ ہر یورینیم ڈائنائٹرائڈ کمپلیکس میں تین الگ الگ مرکبات ہوتے ہیں جو یورینیم ڈائنائٹرائڈ (یو این 2) کے یورینیم سیسکوینائٹرائڈ (یو 2 این 3)، اور پھر یورینیم مونونائٹرائڈ (یو این) میں سڑنے کی وجہ سے بیک وقت موجود ہوتے ہیں۔ یورینیم ڈائنائٹرائڈز مندرجہ ذیل رد عمل کی ترتیب سے یورینیم مونونائٹرائڈ میں تحلیل ہو جاتے ہیں: 4UN2 → 2U2N3 + N2 2U2N3 → 4UN + N2 یورینیم سیسکوینائٹرائڈ (U2N3) کو الگ کرنے کا سب سے عام طریقہ ہے۔ استعمال یورینیم مونونائٹرائڈ کو جنریشن IV ری ایکٹرز جیسے ہائپرئن پاور ماڈیول ری ایکٹر کے لیے ایک ممکنہ ایندھن کے طور پر سمجھا جا رہا ہے جسے ہائپرئن پاور جنریشن نے بنایا ہے۔ اسے کچھ تیز رفتار نیوٹرون نیوکلیئر ٹیسٹ ری ایکٹروں میں جوہری ایندھن کے طور پر بھی تجویز کیا گیا ہے۔ اقوام متحدہ کو اس کی اعلی فشن ایبل کثافت، تھرمل چالکتا، اور پگھلنے کے درجہ حرارت کی وجہ سے سب سے عام جوہری ایندھن، یورینیم آکسائڈ (UO2) سے بہتر سمجھا جاتا ہے، جبکہ فشن پروڈکٹ گیسوں اور سوجن کی کم رہائی کا بھی مظاہرہ کرتا ہے، اور کلاڈنگ مواد کے ساتھ کیمیائی رد عمل میں کمی واقع ہوتی ہے۔ اس میں معیاری دھاتی یورینیم fuel.Mizutani، A. ؛ سیکیموٹو، ایچ این کے مقابلے میں اعلی مکینیکل، تھرمل اور تابکاری کا استحکام بھی ہے۔ نیوکل۔ توانائی۔ 2005، 25 (9)، 623-638۔ عام آپریٹنگ درجہ حرارت پر تھرمل چالکتا یورینیم ڈائی آکسائیڈ سے 4 سے 8 گنا زیادہ ہوتی ہے، جو کہ سب سے زیادہ استعمال ہونے والا جوہری ایندھن ہے۔ تھرمل چالکتا میں اضافے کے نتیجے میں ایندھن کے اندرونی اور بیرونی حصوں کے درمیان ایک چھوٹا تھرمل میلان پیدا ہوتا ہے، جو ممکنہ طور پر زیادہ آپریٹنگ درجہ حرارت کی اجازت دیتا ہے اور ایندھن کی میکروسکوپک تنظیم نو کو کم کرتا ہے، جو ایندھن کی زندگی کو محدود کرتا ہے۔ سالماتی اور کرسٹل ڈھانچہ یورینیم ڈینیٹرائڈ (یو این 2) مرکب میں ایف ایم ایم کے خلائی گروپ کے ساتھ کیلشیم فلورائڈ (سی اے ایف 2) قسم کا چہرے پر مرکوز کیوبک کرسٹل ڈھانچہ ہوتا ہے۔ نائٹروجن یورینیم کے ہر طرف ٹرپل بانڈ بناتا ہے جس سے ایک لکیری structure.Wang، X. ؛ اینڈریوز، L. ؛ ولائساولجیوچ، B. ؛ گیگلیارڈی، L. غیر نامیاتی کیمسٹری بنتی ہے۔ 2011، 50 (8)، 3826-3831۔ ڈوئی: 10.1021/ic2003244 α-(U2N3) میں IA کے خلائی گروپ کے ساتھ (Mn2O3) قسم کا جسم پر مرکوز کیوبک کرسٹل ڈھانچہ ہے۔ اقوام متحدہ کے پاس NaCl type.Mueller، M. H. ؛ Knott، H. W.Acta Crystallogr. 1958، 11، 751-752 کا چہرے پر مرکوز کیوبک کرسٹل ڈھانچہ ہے۔ ڈوئی: بانڈ کا دھاتی جزو یورینیم کے 5 ایف آربیٹل کا استعمال کرتا ہے لیکن نسبتا کمزور تعامل بناتا ہے لیکن کرسٹل ڈھانچے کے لیے اہم ہے۔ بانڈز کا کوولینٹ حصہ یورینیم پر 6d آربیٹل اور 7s آربیٹل اور nitrogen.Évarestov، R. A.، Penin، A. I.، اور Losev، M. V. جرنل آف اسٹرکچرل کیمسٹری پر 2p آربیٹلز کے درمیان اوورلیپ سے بنتا ہے۔ 2008، 48، 125-135۔ N یورینیم کے ساتھ ٹرپل بانڈ بناتا ہے جس سے لکیری ساخت بنتی ہے۔ یورینیم نائٹریڈو مشتقات حال ہی میں، ٹرمینل یورینیم نائٹرائڈ (-U ष्ण N) بانڈز کے ساتھ کمپلیکس کی ترکیب میں بہت سی پیش رفت ہوئی ہیں۔ تمام یورینیم کیمسٹری کے لیے عام تابکار خدشات کے علاوہ، یورینیم نائٹریڈو کمپلیکس کی پیداوار سخت رد عمل کے حالات اور گھلنشیلتا کے چیلنجوں کی وجہ سے سست ہو گئی ہے۔ بہر حال، اس طرح کے کمپلیکس کی ترکیبیں پچھلے کچھ سالوں میں رپورٹ کی گئی ہیں، مثال کے طور پر others.Thomson، R. K. ؛ کینٹٹ، T. ؛ اسکاٹ، B. L. ؛ مورس، D. E. ؛ بٹسٹا، E. R. ؛ کیپلنگر، J. L. یورینیم ایزائڈ فوٹولیسس کے نتیجے میں C-H بانڈ ایکٹیویشن ہوتا ہے اور ٹرمینل یورینیم نائٹرائڈ کے ثبوت فراہم کرتا ہے۔ نیچر کیمسٹری 2010، 2، 723-729۔ دیگر U ष्ण این مرکبات کو بھی مختلف ساختی خصوصیات کے ساتھ ترکیب یا مشاہدہ کیا گیا ہے، جیسے کہ ڈائی/پولی نیوکلیئر پرجاتیوں میں نائٹرائڈ لگینڈوں کو جوڑنا، اور مختلف آکسیڈیشن states.Evans، W. J. ؛ کوزمور، S. A. ؛ زلر، J. W. سالماتی آکٹا یورینیم رنگز متبادل نائٹرائڈ اور ایزائڈ پلوں کے ساتھ۔ سائنس 2005، 309 (5742)، 1835-1838۔ یہ بھی دیکھیں توانائی کی کثافت کی فہرست جوہری ایندھن سائیکل جوہری ری ایکٹر یورینیم کاربائڈ یورینیم آکسائڈ حوالہ جات بیرونی روابط نیو یورینیم بانڈ پر دی پیریڈک ٹیبل آف ویڈیوز "(یونیورسٹی آف ناٹنگھم) نائٹرائڈز یورینیم مرکبات