Свойства триоксида урана различного происхождения

Например, наиболее крупные кристаллы триоксида получаютя при разложении уранилнитрата, наиболее мелкие – при термической диссоциации пероксида урана. В то же время размер агрегатов триоксида урана, получающегося из уранилнитрата, меньше, чем полученного из пероксида урана.

От физических свойств триокида урана зависят как скорость и эффективность последующего процесса его восстановления, так и в значительной мере физические свойства образующегося при этом диоксида. Триоксид, полученный из полиуранатов аммония, восстанавливается водородом быстрее, чем изготовленный из уранилнитрата. Это вызвано, по-видимому, различием в условиях фазового контакта твердого вещества и газа.

Влияние состава исходной соли, а также температуры восстановления триоксида урана водородом на физические свойства диоксида урана характеризуется данными, приведенными в табл. 1.2.4.

Таблица 1.2.4

Влияние состава исходной соли и температуры восстановления на свойства диоксида урана

В общем случае, чем более крупнокристаллической является триоксид урана, тем больше размер кристаллов получаемого из него диоксида; повышение температуры восстановления обычно приводит к увеличению размера частиц и к уменьшению удельной поверхности порошка.

Рис. 1.2.1 Влияние размера частиц на соотношение кислорода и урана в устойчивых оксидах урана (при 25 °С, в воздушной среде)

Скорость гидрофторирования диоксида урана фтороводородом зависит прежде всего от его реакционной способности, от размера кристаллов и агрегатов. Диоксид урана, полученный из диураната аммония, состоит из больших агрегатов сравнительно мелких частиц и обладает высокой удельной поверхностью. В связи с этим скорость гидрофторирования подобных образцов довольно значительна даже при низкой температуре; повышение температуры приводит к закупориванию пор агрегатов в результате спекания образовавшегося тетрафторида урана.

Диоксид урана, полученный из уранилнитрата, менее склонен к образованию агрегатов, но размер кристаллов его довольно велик; поэтому реакционная способность диоксида урана, приготовленного из уранилнитрата, ниже.

Примерно такие же закономерности характерны и для процесса окисления диоксида урана кислородом воздуха. Диоксид с размером частиц порядка сотых долей микрона и ниже пирофорен уже при 0 °С; интенсивное окисление диоксида урана с размером частиц 0,4 мкм протекает при 150 °С. При обычной температуре окисление диоксида, как правило, не приводит к образованию стехиометрических соединений закиси-окиси или триокида урана; состав полученных продуктов сильно меняется, причем степень этого изменения и степень окисления диоксида урана всецело определяются размером частиц (рис. 1.2.1).

Для любой другой температуры эти кривые сдвигаются в область более высоких соотношений кислорода и урана.