Longitudes y ángulos de enlace del hexafluoruro de uranio gaseoso [9]
Propiedades químicas
El UF6 reacciona con el agua y libera ácido fluorhídrico . El compuesto reacciona con el aluminio y forma una capa superficial de AlF3 que resiste cualquier reacción posterior del compuesto.
Como uno de los compuestos más volátiles del uranio, el hexafluoruro de uranio es relativamente fácil de procesar y se utiliza en los dos métodos principales de enriquecimiento de uranio , a saber, la difusión gaseosa y el método de centrifugación de gas . Dado que el punto triple del UF6 ; 64 ° C (147 °F; 337 K) y 152 kPa (22 psi; 1,5 atm); [13] está cerca de las condiciones ambientales, las transiciones de fase se pueden lograr con poco trabajo termodinámico .
El flúor tiene un único isótopo estable natural, por lo que los isotópogos del UF6 difieren en su peso molecular basándose únicamente en el isótopo de uranio presente. [14] Esta diferencia es la base para la separación física de los isótopos en el enriquecimiento.
El factor de conversión del isotopólogo 238 U de UF 6 ("hex") a "masa U" es 0,676. [15]
La difusión gaseosa requiere aproximadamente 60 veces más energía que el proceso de centrifugación de gas: el combustible nuclear producido por difusión gaseosa produce 25 veces más energía que la utilizada en el proceso de difusión, mientras que el combustible producido por centrifugación produce 1.500 veces más energía que la utilizada en el proceso de centrifugación.
Además de su uso en el enriquecimiento, el hexafluoruro de uranio se ha utilizado en un método avanzado de reprocesamiento ( volatilidad del fluoruro ), que se desarrolló en la República Checa . En este proceso, el combustible nuclear gastado se trata con gas flúor para transformar los óxidos o metales elementales en una mezcla de fluoruros. Esta mezcla se destila luego para separar las diferentes clases de material. Algunos productos de fisión forman fluoruros no volátiles que permanecen como sólidos y luego pueden prepararse para su almacenamiento como desechos nucleares o procesarse más a fondo mediante métodos basados en solvatación o electroquímicamente .
El enriquecimiento de uranio produce grandes cantidades de hexafluoruro de uranio empobrecido (D UF 6 o D- UF 6 ) como producto de desecho. El almacenamiento a largo plazo de D- UF 6 presenta riesgos ambientales, de salud y de seguridad debido a su inestabilidad química. Cuando el UF 6 se expone al aire húmedo, reacciona con el agua del aire para producir UO 2 F 2 ( fluoruro de uranilo ) y HF ( fluoruro de hidrógeno ), ambos altamente corrosivos y tóxicos. En 2005, 686.500 toneladas de D- UF 6 se almacenaron en 57.122 cilindros de almacenamiento ubicados cerca de Portsmouth, Ohio ; Oak Ridge, Tennessee ; y Paducah, Kentucky . [16] [17] Los cilindros de almacenamiento deben inspeccionarse periódicamente para detectar signos de corrosión y fugas. La vida útil estimada de los cilindros de acero se mide en décadas. [18]
Accidentes y eliminación
En los Estados Unidos se han producido varios accidentes relacionados con el hexafluoruro de uranio, incluido un accidente de llenado de cilindros y una fuga de material en la Sequoyah Fuels Corporation en 1986, donde se estima que se escaparon 29 500 libras de UF6 gaseoso . [19] [20] El gobierno de los Estados Unidos ha estado convirtiendo el D UF6 en óxidos de uranio sólidos para su eliminación. [21] La eliminación de toda la reserva de D UF6 podría costar entre 15 y 450 millones de dólares. [22]
Cilindro de UF6 de 14 toneladas roto . 1 muerto, docenas de heridos. Se liberaron 29 500 libras de material. Sequoyah Fuels Corporation, 1986.
Patio de almacenamiento del DUF 6 visto desde lejos
D UF 6 cilindros: pintado (izquierda) y corroído (derecha)
Referencias
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Enlaces externos
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Simon Cotton (Uppingham School, Rutland, Reino Unido): Hexafluoruro de uranio.
Hexafluoruro de uranio (UF6): propiedades físicas y químicas del UF6 y su uso en el procesamiento del uranio – Hexafluoruro de uranio y sus propiedades
Hexafluoruro de uranio en WebElements
Importación de hexafluoruro de uranio empobrecido occidental (restos de uranio) a Rusia [enlace inactivo el 30 de junio de 2017]