Плутониум хексафлуорид

Плутониум хексафлуорид — највисокиот флуорид на плутониум, и е од интерес за ласерско збогатување на плутониум, особено за производство на чист плутониум-239 од зрачен ураниум. Овој чист плутониум е потребен за да се избегне предвремено палење на нискомасовните дизајни на јадрено оружје од неутроните произведени со спонтана фисија на плутониум-240.
1 Подготовка
Се подготвува со флуорирање на плутониум тетрафлуорид (PuF<sub>4</sub>) со моќни флуорирачки агенси како што е елементарниот флуор.: + →
Оваа реакција е ендотермична. Производот се формира релативно брзо на температури од 750 °C,а високи приноси може да се добијат со брзо кондензирање на производот и отстранување од рамнотежа..
Може да се добие и со флуорирање на плутониум(III) флуорид или плутониум(IV) оксид..: 2 + 3 → 2
: + 3 → +
Во 1984 година, синтезата на плутониум хексафлуорид беше постигната на невидени ниски температури преку употреба на диоксиген дифлуорид. На претходните техники им биле потребни температури толку високи што произведениот плутониум хексафлуорид брзо ќе се распаднел. Флуороводородот не е доволен иако е моќен флуорирачки агенс. Можни се и синтези на собна температура со користење на криптон дифлуорид или зрачење со УВ светлина..
2 Својства
2.1 Физички својства
Плутониум хексафлуорид е црвено-кафеава испарлива кристална цврста материја; топлината на сублимација е 12,1 kcal/mol и топлината на испарување 7,4kcal/mol. Се кристализира во ортохомбичниот кристален систем. Како гас, молекулата има октаедрална симетрија (група на точки O<sub>h</sub>).
2.2 Хемиски својства
Плутониум хексафлуорид е релативно тежок за ракување, бидејќи е многу корозивен и склон кон авторадиолиза..
2.2.1 Реакции со други соединенија
PuF6 е стабилен на сув воздух, но енергично реагира со вода, вклучувајќи ја и атмосферската влага, за да формира плутониум (VI) оксифлуорид и флуороводородна киселина..: . + 2 → + 4
Може да се чува долго време во кварцна или пирекс ампула, под услов да нема траги од влага, стаклото е темелно испразнето со гас и сите траги од флуороводород се отстранети од соединението.
Значајна реакција на PuF<sub>6</sub> е редукцијата до плутониум диоксид . Јаглерод моноксид генериран од пламен кислород-метан е пример за добар редукционен агенс за производство на актинидни оксиди директно од хексафлуоридите.
2.2.2 Реакции на распаѓање
Плутониум хексафлуорид се распаѓа до плутониум тетрафлуорид и флуор гас.
* Може да претрпи топлинско разложување, кое не се случува на собна температура, но продолжува многу брзо на 280 °..
* Друга можност е авто-радиолизата, која се распаѓа поради сопствената радиоактивност. Емитираните алфа честички кои се движат низ кристалната решетка предизвикуваат раскинување на врските, што доведува до распаѓање до пониски флуориди и флуор гас. Стапката на распаѓање преку алфа зрачењето е 1,5% дневно во просек во цврстата фаза, но е значително помала во гасната фаза. Исто така, се распаѓа од гама зрачење.* Под ласерско зрачење на бранова должина помала од 520 nm, се распаѓа до плутониум пентафлуорид и флуор; по повеќе зрачење се разложува понатаму до плутониум тетрафлуорид.
3 Употреба
Плутониум хексафлуорид игра улога во збогатувањето на плутониумот, особено за изолација на фисилниот изотоп <sup>239</sup>Pu од озрачениот ураниум. За употреба во јадрено оружје, присутниот <sup>241</sup>Pu мора да се отстрани од две причини:
* Тој генерира доволно неутрони со спонтана фисија за да предизвика неконтролирана реакција.
* Тој е подложен на бета распаѓање за да формира <sup>241</sup>Am, што доведува до акумулација на америциум во долги периоди на складирање кој мора да се отстрани.
Одвојувањето на плутониумот и содржаниот америциум се одвива преку реакција со диоксиген дифлуорид . Puf<sub>4</sub> кој се чува долго време се флуорира на собна температура до гасовит PuF<sub>6</sub>, кој се одвојува и се намалува назад до PuF<sub>4</sub>, додека кој било присутен AmF<sub>4</sub> не подлежи на истата конверзија. Така, производот содржи многу мали количини на америциум, кој се концентрира во нереагираната цврстина.
Раздвојувањето на хексафлуоридите на ураниум и плутониум е важно во преработката на јадрениот отпад. Од смесата на стопена сол која ги содржи двата елементи, ураниумот во голема мера може да се отстрани со флуорирање до UF<sub>6</sub>, што е стабилно на повисоки температури, со само мали количини на плутониум што излегува како Pu <sub>6</sub> .
4 Наводи