Uranyum nitrür

Uranyum nitrür çeşitli kimyasalları ifade etmektedir: Uranyum mononitrür (UN), Uranyum seskuinitrür (U₂N₃) ve uranyum dinitrür (UN₂). Burada nitrür kelimesi uranyuma bağlı azotun -3 oksidasyon seviyesini belirtmektedir.

Bu maddelerin nükleer santraller için daha gelişmiş bir yakıt olma potansiyeli bulunmaktadır zira daha güvenli, daha yoğun ve ısı iletimi açısından daha iletkendir. Bu maddelerin yakıt olarak kullanılabilmesinin önünde bazı engeller bulunmaktadır:

Üretim sırasında oksidasyonun önlenmesinin zorluğu
Zenginleştirilmiş UF₆'dan karmaşık bir yolla üretilmesi
Yakıtın kullanılabilir ömrü bittiği zaman nasıl imha edilmesi gerekliliği veya nereye atılacağından emin olunamaması
Pahalı ¹⁵N (nadir bulunan bir azot izotopu) kullanımının gerekliliği.^[1]

Sentez

Karbotermik indirgeme

Uranyum dioksitin karbotermik indirgemesi ile üretilmektedir, aşağıda 2 adımlı bir sentez yöntemi gösterilmiştir.^[2]

3UO₂ + 6C → 2UC + UO₂ + 4CO (argon gazı altında, > 1450 °C'de 10 ila 20 saat arasında bekletilmesi gerekmektedir)

4UC + 2UO₂ +3N₂ → 6UN + 4CO

Kullanım alanları

IV. Nesil nükleer reaktörler için potansiyel yakıt durumundadır aynı zamanda hızlı nötron nükleer test reaktörleri içinde yakıt olarak önerilmiştir. UN en çok kullanılan nükleer yakıt olaran UO₂'ye göre üstün kabul edilmektedir zira en çok kullanılan yakıta göre yüksek(4-8 kat) ısı iletkenliğine ve daha yüksek erime sıcaklığına sahiptir. Uranyum metaline göre üstün fiziksel özelliklere sahiptir.

Ayrıca bakınız

Kaynakça

^ Chaudri, Khurrum Saleem (2013). "Coupled analysis for new fuel design using UN and UC for SCWR". Progress in Nuclear Energy. 63: 57-65. doi:10.1016/j.pnucene.2012.11.001.
^ Carmack, W. J. (2004). "Internal Gelation as Applied to the Production of Uranium Nitride Space Nuclear Fuel". AIP Conference Proceedings. 699: 420-425. Bibcode:2004AIPC..699..420C. doi:10.1063/1.1649601. ISSN 0094-243X.

[Chaudri2013-1] Chaudri, Khurrum Saleem (2013). "Coupled analysis for new fuel design using UN and UC for SCWR". Progress in Nuclear Energy. 63: 57-65. doi:10.1016/j.pnucene.2012.11.001.

[Carmack2004-2] Carmack, W. J. (2004). "Internal Gelation as Applied to the Production of Uranium Nitride Space Nuclear Fuel". AIP Conference Proceedings. 699: 420-425. Bibcode:2004AIPC..699..420C. doi:10.1063/1.1649601. ISSN 0094-243X.

[1]

[2]