La volatilidad del fluoruro es la tendencia de las moléculas altamente fluoradas a vaporizarse a temperaturas comparativamente bajas. Los heptafluoruros , hexafluoruros y pentafluoruros tienen puntos de ebullición mucho más bajos que los fluoruros de menor valencia . La mayoría de los difluoruros y trifluoruros tienen puntos de ebullición altos, mientras que la mayoría de los tetrafluoruros y monofluoruros se encuentran en un punto intermedio. El término "volatilidad del fluoruro" es una jerga que se utiliza particularmente en el contexto de la separación de radionucleidos .
Las valencias de la mayoría de los elementos se basan en el fluoruro más alto conocido.
A grandes rasgos, la volatilidad del fluoruro se puede utilizar para eliminar elementos con una valencia de 5 o mayor: uranio , neptunio , plutonio , metaloides ( telurio , antimonio ), no metales ( selenio ), halógenos ( yodo , bromo ) y metales de transición intermedios ( niobio ). , molibdeno , tecnecio , rutenio y posiblemente rodio ). Esta fracción incluye los actínidos más fácilmente reutilizables como combustible nuclear en un reactor térmico , y los dos productos de fisión de vida larga más adecuados para su eliminación mediante transmutación, el Tc-99 y el I-129 , así como el Se-79 .
Los gases nobles ( xenón , criptón ) son volátiles incluso sin fluoración y no se condensan excepto a temperaturas mucho más bajas.
Atrás quedan los metales alcalinos ( cesio , rubidio ), los metales alcalinotérreos ( estroncio , bario ), los lantánidos , los actínidos restantes ( americio , curio ), los metales de transición restantes ( itrio , circonio , paladio , plata ) y los metales de post-transición ( estaño ). , indio , cadmio ). Esta fracción contiene los productos de fisión que representan un peligro de radiación en una escala de décadas ( Cs-137 , Sr-90 , Sm-151 ), los cuatro productos de fisión restantes de larga duración Cs-135 , Zr-93 , Pd-107 , Sn -126 de los cuales sólo el último emite fuertes radiaciones, la mayoría de los venenos de neutrones y los actínidos superiores ( americio , curio , californio ) que suponen un peligro de radiación en una escala de cientos o miles de años y es difícil trabajar con ellos debido a la radiación gamma. radiación pero son fisionables en un reactor rápido .
Los óxidos de uranio reaccionan con el flúor para formar hexafluoruro de uranio gaseoso , la mayor parte del plutonio reacciona para formar hexafluoruro de plutonio gaseoso, la mayoría de los productos de fisión (especialmente elementos electropositivos: lantánidos , estroncio , bario , itrio , cesio ) forman fluoruros no volátiles. Pocos metales en los productos de fisión (los metales de transición niobio , rutenio , tecnecio , molibdeno y el halógeno yodo ) forman fluoruros volátiles (punto de ebullición <200 °C) que acompañan a los hexafluoruros de uranio y plutonio, junto con gases inertes . Luego se utiliza la destilación para separar el hexafluoruro de uranio de la mezcla. [1] [2]
Los productos de fisión alcalinos no volátiles y los actínidos menores son los más adecuados para su posterior procesamiento con métodos no acuosos de procesamiento electroquímico ( piroquímico ) "secos" . Los fluoruros de lantánidos son difíciles de disolver en el ácido nítrico utilizado para métodos de reprocesamiento acuosos, como PUREX , DIAMEX y SANEX , que utilizan extracción con solventes . La volatilidad del fluoruro es sólo uno de varios procesos piroquímicos diseñados para reprocesar el combustible nuclear usado.
El instituto de investigación nuclear de Řež, en la República Checa, probó dosificadores de tornillo que alimentaban óxido de uranio molido (simulando pastillas de combustible usadas) en un fluorador donde las partículas se quemaban en gas flúor para formar hexafluoruro de uranio . [3]
Hitachi ha desarrollado una tecnología, llamada FLUOREX, que combina la volatilidad del fluoruro, para extraer uranio, con la extracción con disolventes más tradicional (PUREX), para extraer plutonio y otros transuránicos. [4] El ciclo de combustible basado en FLUOREX está diseñado para su uso con el reactor de agua de moderación reducida . [5]