İçeriğe atla

Uranyum nitrür

Uranyum seskuinitrürün yapısı.

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

  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. 
  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. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Nükleer enerji</span> atomun çekirdeğinden elde edilen enerji türü

Nükleer enerji, atomun çekirdeğinden elde edilen bir enerji türüdür. Kütlenin enerjiye dönüşümünü ifade eden, Albert Einstein'a ait olan E=mc² formülü ile ilişkilidir.

<span class="mw-page-title-main">Nükleer füzyon</span> Hafif çekirdeklerin daha ağır bir çekirdek oluşturmak için birleşmesi

Nükleer füzyon, nükleer kaynaşma ya da kısaca füzyon; iki hafif elementin nükleer reaksiyonlar sonucu birleşerek daha ağır bir element oluşturmasıdır. Çekirdek tepkimesi olarak da bilinen bu tepkimenin sonucunda çok büyük miktarda enerji açığa çıkar.

<span class="mw-page-title-main">İran'ın nükleer programı</span>

İran'ın nükleer enerji elde etmek için başlattığını söylediği, ancak başta ABD olmak üzere bazı ülkelerin nükleer silah üretmek için başladığını iddia ettiği proje.

<span class="mw-page-title-main">Nükleer enerji santrali</span> Nükleer reaktör yardımıyla elde edilen enerjiyi dağıtan merkez

Nükleer santral (NPP) veya atom santrali (APS), ısı kaynağının nükleer reaktör olduğu termik santraldir. Termik santrallerde tipik olduğu gibi, ısı, elektrik üreten jeneratöre bağlı buhar türbinini çalıştıran buhar üretmek için kullanılır. Eylül 2023 itibarıyla Uluslararası Atom Enerjisi Kurumu, dünya çapında 32 ülkede faaliyette olan 410 nükleer santral ve inşa halinde olan 57 nükleer santral olduğunu bildirdi.

<span class="mw-page-title-main">Plütonyum</span> atom numarası 94 olan, neptünyumdan elde edilen radyoaktif bir element (simgesi Pu)

Plütonyum, 1940 yılında Glenn T. Seaborg, Edwin M. McMillan, J. W. Kennedy ve A. C. Wahlby tarafından 152 cm'lik siklotron içerisindeki uranyumun döteryum ile bombardımanı sonucunda elde edilmiştir.

Toryum; sembolü Th, atom numarası 90 olan zayıf radyoaktivite gösteren, metalik, kimyasal bir elementtir. Toryum havaya maruz kaldığında kararır ve toryum dioksit oluşturur; orta derecede yumuşak, işlenebilir ve yüksek bir erime noktasına sahiptir. Toryum, kimyasına +4 oksidasyon durumunun hakim olduğu elektropozitif bir aktinittir; oldukça reaktiftir ve ince bir şekilde bölündüğünde havada tutuşabilir.

Neptünyum (Np), uranyumun nötronlarla bombardımanından yapay olarak elde edilen, atom numarası 93, atom ağırlığı 239 olan, radyoaktif bir element.

<span class="mw-page-title-main">Radyoaktif atık</span> İstenmeyen veya kullanılamayan radyoaktif maddeler

Radyoaktif atıklar, serbestleştirme sınırlarının üzerinde aktivite konsantrasyonu içeren ve bir daha kullanılması düşünülmeyen nükleer ve radyoaktif maddeler ile radyoaktif madde bulaşmış ya da radyoaktif olmuş yapı, sistem, bileşen ve malzemelerdir.

Plütonyum-239, plütonyumun bir izotopudur. Plütonyum-239, nükleer silah üretiminde kullanılan birincil fisil izotoptur ancak uranyum-235 de bu amaç için kullanılır. Plütonyum-239 aynı zamanda uranyum-235 ve uranyum-233 ile birlikte termal spektrumlu nükleer reaktörlerde yakıt olarak kullanılabilen üç ana izotoptan biridir. Plütonyum-239'un yarı ömrü 24.110 yıldır.

<span class="mw-page-title-main">Nükleer yakıt</span> nükleer enerji elde etmek için kullanılan maddeler

Nükleer yakıt, nükleer enerji elde etmek için kontrollü nükleer füzyon ya da nükleer fisyon yapmak amacıyla kullanılan maddelerdir. Nükleer yakıtlar tüm yakıtlar içinde enerji yoğunluğu en yüksek olanlarıdır.

Nükleer dönüşüm, bir kimyasal element ya da bir izotopun birbirine dönüşmesidir. Her element atomlarındaki proton sayılarıyla tanımlanırlar. Başka bir deyişle, atom çekirdeği içindeki proton ya da nötron sayısında değişim gerçekleştiğinde nükleer dönüşüm meydana gelir.

IV. Nesil III. Nesil reaktörlerin halefi olarak tasarlanan nükleer reaktör tasarımlarıdır. Birinci nesil sistemlerin çoğu kullanımdan kaldırıldığı için dünya çapında faaliyette olan reaktörlerin çoğu ikinci ve 3 nesil sistemlerdir. Generation IV International Forum, IV. nesil reaktörlerin gelişimini koordine eden uluslararası bir organizasyondur. V. Nesil reaktörler tamamen teoriktir ve henüz uygulanabilir olarak görülmemektedir.

<span class="mw-page-title-main">Sıvı florür toryum reaktörü</span>

Sıvı florür toryum reaktörü, bir tür erimiş tuz reaktörüdür. LFTR, yakıt için florür esaslı, erimiş, sıvı tuzlu toryum yakıt çevrimini kullanır.

<span class="mw-page-title-main">Shippingport Atom Enerjisi Santrali</span>

Shippingport Atom Enerjisi Santrali dünyanın yalnızca barış zamanı kullanımlarına ayrılmış ilk tam ölçekli atom elektrik santraliydi. Amerika Birleşik Devletleri, Pensilvanya, Beaver County'deki Ohio Nehri üzerindeki günümüz Beaver Valley Nükleer Üretim İstasyonunun yakınında, yaklaşık 40 km (40 km) uzaklıkta bulunmaktaydı.

Bir nükleer yakıt bankası, nükleer reaktörlerini beslemek için yedek bir LEU kaynağına ihtiyaç duyan ülkeler için düşük zenginleştirilmiş uranyum (LEU) rezervidir. Zenginleştirme teknolojisine sahip olan ülkeler, zenginleştirilmiş yakıtı, zenginleştirme teknolojisine sahip olmayan ülkelerin güç reaktörleri için yakıt elde edeceği bir "bankaya" bağışlayacaklardır.

<span class="mw-page-title-main">Uranyum dioksit</span>

Uranyum Dioksit, diğer adıyla uranya kimyasal formülü UO2 olan maddedir. Neredeyse siyah renkli veya koyu kahverengi, radyoaktif ve kristal yapıda olan bir madde olup doğal olarak uraninit ve kleveyit minerallerinde bulunmaktadır. Nükleer santrallerde plütonyum ve uranyum dioksit karışımı yakıt çubuklarında kullanılmaktadır. Sarı ve siyah renkli seramiklerde 1960 yılına kadar kullanılmışlardır. Stoksiyometrik özelliklerine bağlı olarak erime sıcaklığı değişkendir.

Uranyum Karbür UC formülüne sahip bir inorganik bileşiktir. Sert yapılıdır ve yüksek sıcaklıklara dayanabilen radyoaktif bir maddedir. Kristal yapısı ise kübik olarak sınıflandırılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Toryum bazlı nükleer enerji</span>

Toryum bazlı nükleer enerji üretimi, verimli öncül element toryumdan üretilen izotop uranyum-233'ün nükleer bölünmesiyle beslenir. Bir toryum yakıt çevrimi, toryum bolluğu, üstün fiziksel ve nükleer yakıt özellikleri ve azaltılmış nükleer atık üretimi dahiluranyum yakıt çevrimine göre çeşitli potansiyel avantajlar sunabilir. Toryum yakıtının bir avantajı, düşük silahlanma potansiyelidir; büyük ölçüde toryum reaktörlerinde tüketilen uranyum-233/ 232 ve plütonyum-238 izotoplarını silah haline getirmek zordur.

Toryum kaynakları, düşük karbonlu enerji için potansiyel bir kaynaktır. Toryumun çeşitli reaktör tasarımlarında bir nükleer yakıt işlevi gördüğü kanıtlanmıştır. Yerkabuğunda uranyumdan daha fazla miktarda bulunur. Toryum kaynakları, uranyum örneğinde olduğu gibi daha yüksek bir güvenle tahmin edilmedi ve değerlendirilmedi. Şu anda sınırlı keşifler ve tarihsel verilere dayalı olarak dünya çapında yaklaşık 6 milyon ton toryum tahmin edilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Uranil nitrat</span>

Uranil nitrat, UO2(NO3)2.n H2O formülüne sahip, suda çözünür sarı renkli bir uranyum tuzudur. Hekza-, tri- ve dihidratlar bilinmektedir. Bileşik esas olarak nükleer yakıtların hazırlanmasında bir ara madde olarak kullanılma potansiyeliyle ilgi çekmiştir.