* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

830 Глава ПОЛУЧЕНИЕ 32 МЕТАЛЛА Чистый металлический уран получить трудно из-за большого химиче­ ского сродства к другим элементам: кислороду, галогенам, азоту и угле­ роду. Для получения металла из таких устойчивых соединений, как окислы и галогениды, необходимы сильные восстановители. Восстановление необ­ ходимо проводить в изолированной системе, чтобы избежать загрязнений иэ атмосферы. Часть проблем, связанных с различными схемами восстанов­ ления, легче понять с помощью табличных данных о температурах кипения исходных компонентов, температурах плавления продуктов реакции и из­ менениях свободной энергии и энтальпии реакций [6, 17, 56, 75. 91,.143, стр. 21]. Двуокись урана U 0 имеет большую отрицательную свободную энер­ гию образования (— 123 ккал/г-атом кислорода при 25°). Поэтому, если в качестве исходного вещества дли получения металла используется U 0 , необходим сильный восстановитель. Водород восстанавливает при очень большом отношении Н. /Н 0 в газе и практически не может быть восстано­ вителем. Для восстановления углеродом требуется вакуум, но металл при этом загрязняется карбидом. Термодинамически наиболее благоприятный восстановитель — кальций, но выделяющегося тепла реакции недостаточно, что затрудняет отделение металла от шлака — извести, поэтому получается тонкоизмельченный металл (глобулы или порошок). Для улучшения отде­ ления извести и получения более крупнозернистого порошка можно добав­ лять какие-либо галогениды 120, 102, 122]. Для восстановления можно использовать также гидрид кальция | 1 , 421. Металлические магний, натрий и калий настолько летучи, что отгоняются из реакционной зоны. Алюми­ ний может восстанавливать окислы, но он склонен образовывать сплавы с ураном. Сплавы урана с алюминием, используемые как ядерное горючее, можно получать непосредственно F1271 восстановлением U 0 избытком алюминия. В качестве исходных веществ для получения металла наиболее пригодны галогениды. При этом выделяется больше тепла, а шлак имеет меньшую тем­ пературу плавления. При расплавлении шлака тяжелый металлический уран оседает и отделяется. Таким образом с малыми потерями извлекается компактный металл (черновой слиток) относительно высокой степени чи­ стоты. На практике в качестве исходной соли предпочитают брать UF , а не гигроскопичный UCI ; пригоден также Na UCLj, поскольку это соеди­ нение менее гигроскопично, чем UC1 . В США стандартным восстановителем служит дешевый металлическим магний высокой степени чистоты. В настоя­ щее время он используется также в Англии 1281. В процессе, разработанном в Эймсе Спеллингом, Уилхелмом и сотрудниками иэ колледжа штата Айова [ 1411, необходимо пользоваться герметичной бомбой, так как при температуре, развивающейся во время реакции, магний имеет высокое давление пара. Стальная бомба диаметром 380 мм и высотой 1,0 — 1,14 м. вмещающая более 93 кг урана, снабжена футеровкой толщиной 25 мм. Эта футеровка доста­ точно тонка, чтобы во время предшествующего реакции подогрева тепло проникало в бомбу, и вполне достаточна для того, чтобы предотвратить перегрев стали за счет тепла реакции [6, 140, 142]. Первоначаль­ но в качестве футеровки пользовались электроплавленым доломитом (MgO, СаО). Затем он был заменен фторидом магния — отходом от процесса восстановления 118). Восстановление можно проводить в большом масштабе (например, 1,5 т) и получать большие отливки (слитки прямого восстанов­ ления), не требующие переплавки перед дальнейшей обработкой [49]. Ниже 2 2 2 2 2 4 4 2 4