Двуокись урана. Часть 1
Двуокись урана была впервые получена в 1879 г. Клапротом, причем первоначально полагали, что полученное «полуметаллическое вещество» представляет собой металлический уран. UO2 является одним из многочисленных кислородных соединений широко распространенного в природе элемента — урана. Среднее содержание урана в земной коре составляет 4- 10-6 г/г породы [531]. Причем содержание урана в породах колеблется от 0,2- 10-6 до 25*10-6 г/г. Наибольшее количество урана содержится в кислых породах (гранитах).
Основным источником урана является урановая смоляная обманка, представляющая собой минерал сложного состава с содержанием до 80% U308.
Диаграмма состояния уран — кислород сложна и включает широкие области гомогенности [498, 499]. Кроме UO2 существует несколько высших окислов переменного состава: UO3, U3O8, U3O„ U4O9, U5O13, U2O5, которые при нагревании в вакууме переходят в двуокись урана [532]. В окислительной среде окислы урана испаряются с образованием газообразной UO3.
Согласно Акерману, Джилеру и Торну [533], газообразный UO3 образуется по реакции
Вопросам состояния системы уран — кислород посвящены работы [534].
UO2 кристаллизуется в решетке типа флюорита (CaF2) с вакансиями в катионной подрешетке [535]. UO2 обладает основными свойствами. Элементарная ячейка UO2 приведена на рис. 124. Теоретическая плотность UO2 составляет 10,82 г/см2. Размер ребра кубической ячейки для двуокиси урана равен 5,468 кХ. Температура плавления двуокиси урана 2878° С [336]. По другим данным интервал значений температуры плавления UO2 лежит в пределах от 2200 до 2900° С. Сравнение методов, используемых для определения температуры плавления UO2, показывает, что все исследования проводили путем визуального наблюдения за образцом во время плавления или путем изучения фазового равновесия при закаливании образцов. На результаты, получаемые на основе визуальных наблюдений, может влиять высокое давление паров UO2 при высоких температурах. Изменение лучеиспускательной способности образца также может внести дополнительные трудности в определении температуры плавления. Высокая скорость испарения объекта исследования затрудняет установление действительной температуры плавления, Хеузнер [500] предложил новый метод, который устраняет экспериментальные трудности в этом вопросе.
Полученные автором данные показали, что температура плавления UO2 равна 2285 ± 15° С. Параметр исходного материала был равен 5,4710 ± 0,0002А. После плавления UO2 установлено повышенное значение параметра 5,4718 ± 0.0004А.
Увеличение этого параметра может быть вызвано потерей кислорода в результате изменения отношения О: U.
Электрические свойства исследованы Бетсом, Хинманом и Ка-вада в интервале температур 800—2800° С. Удельная электропроводность UO2 при 2800° С равна ~250 см-1 oм-1. При температурах выше 1500° С характер температурной зависимости электропроводности UO2 отклоняется от линейного закона.
Другие части: