Fluorid uranový

Fluorid uranový (UF₆), označovaný v jaderném průmyslu jako „hex“, je sloučenina používaná v procesu obohacování uranu, ve kterém se vyrábí palivo pro jaderné reaktory a jaderné zbraně.^[1]

Fluorid uranový
Obecné
Systematický název	Fluorid uranový
Triviální název	hex
Anglický název	Uranium hexafluoride
Německý název	Uran(VI)-fluorid
Sumární vzorec	UF6
Vzhled	bílé krystalky nebo prášek
Identifikace
Registrační číslo CAS	7783-81-5
PubChem	24560
ChEBI	30235
UN kód	2978 (<1 % 235U) 2977 (>1 % 235U)
Číslo RTECS	YR4720000
Vlastnosti
Molární hmotnost	352,017 g/mol
Teplota tání	64,1 °C (tlak)
Teplota sublimace	56,5 °C
Hustota	4,68 g/cm³ (21 °C)
Kritická teplota Tk	230,2 °C
Kritický tlak pk	4 610 kPa
Rozpustnost ve vodě	reaguje
Rozpustnost v polárních rozpouštědlech	alkoholy (reaguje)
Rozpustnost v nepolárních rozpouštědlech	tetrachlormethan
Měrná magnetická susceptibilita	1,535×10−6cm3g−1
Ionizační energie	17,7 eV (tlak)
Struktura
Krystalová struktura	kosočtverečná
Hrana krystalové mřížky	a= 990 pm b= 896,2 pm c= 520,7 pm
Tvar molekuly	čtyřboká bipyramida
Dipólový moment	0 Cm
Termodynamické vlastnosti
Standardní slučovací entalpie ΔHf°	−2 188 kJ/mol
Entalpie sublimace ΔHsub	140,3 J/g
Standardní molární entropie S°	227,8 JK−1mol−1
Standardní slučovací Gibbsova energie ΔGf°	−2 053,5 kJ/mol
Izobarické měrné teplo cp	0,473 6 JK−1g−1
Bezpečnost
Vysoce toxický (T+) Nebezpečný pro životní prostředí (N)
R-věty	R26/28, R33, R51/53
S-věty	(S1/2), S20/21, S45, S61
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

Chemické vlastnosti

Za standardní teploty a tlaku vytváří bílé krystalky, je vysoce toxický, snadno reaguje s vodou a způsobuje korozi většině kovů. Slabě reaguje s hliníkem, přičemž vytváří slabou vrstvu AlF₃, která odolává dalším reakcím.^[1]

Reakcí s chloridem hlinitým poskytuje chlorid uranový.^[2]

Výroba

Rozemletá uranová ruda – U₃O₈ – je rozpustná v kyselině dusičné. Tím vytváří uranylový nitrát UO₂(NO₃)₂. Čistý uranylový nitrát se získává extrakcí. Přidáním amoniaku vzniká (NH₄)₂U₂O₇. Ten redukcí za pomoci vodíku poskytuje UO₂, který je dále přeměněn přidáním kyseliny fluorovodíkové (HF) na fluorid uraničitý UF₄. Oxidací s fluorem konečně vzniká UF₆.^[1]

Použití

Aplikace v jaderném palivovém cyklu

Fluorid uranový se užívá v obou metodách obohacování uranu – v plynné difúzi a v odstředivce plynu, protože má trojný bod na 64 °C (147 °F, 337 K) a jemně vyšším tlaku než je atmosférický.^[2]

Plynná difúze potřebuje asi šedesátkrát více energie než proces v plynné odstředivce, přesto jsou to asi 4 % energie, která může být vyrobena výsledným obohaceným uranem.^[3][1]

Tato sloučenina se používá v pokročilé znovuzpracovací metodě vyvinuté v České republice. V tomto procesu je oxid jaderného paliva ošetřen plynným fluorem za vzniku směsice fluoridů. Směsice je poté destilována, aby se oddělily jednotlivé druhy materiálu.^[1]