替代核燃料具有惊人的反应性

 作者:綦毋农宽     |      日期:2017-09-10 01:01:25
詹姆斯厄克特(James Urquhart)氮化铀是一种核燃料,可能有一天能够提供一种更有效的替代方法来替代现在使用的铀和钚氧化物,已经通过研究提升了它的反应性能得到了推动气候变化的威胁和不确定的化石燃料价格使核电成为满足世界未来能源需求的诱人选择今天的核工业使用铀和钚的氧化物,但一些化学家认为他们有朝一日可以用氮化铀替代新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的Jaqueline Kiplinger说,铀氮化物更密集,更稳定,并且比混合铀 - 钚氧化物燃料更好地传导热量 - 这些特性表明燃料可以在反应堆中运行得更冷,从而产生更多能量她补充说,NASA已经建议他们可以为未来的太空任务提供动力但是很少生产铀氮化物,而那些铀氮化物大而复杂,含有许多铀氮化物键了解每种债券如何反应对于预测其行为至关重要,既可以作为核燃料,也可以作为核废料 “如果我们将使用氮化铀作为核燃料,我们应该了解它将如何化学反应,”基普林格说现在 - 与罗伯特汤姆森和洛斯阿拉莫斯的其他同事合作, - 基普林格合成了一种分子复合物,这种分子复合物是第一种只含有一个孤立的氮化铀键的分子复合物该团队通过在含有叠氮化铀的复合物上发射光子来制造氮化铀单元,叠氮化铀的分子由一个连接到三个氮原子链的铀原子组成光激发复合物中的电子并引起两个氮原子的释放,留下三重键合的氮化铀分子该团队惊讶地发现,随后氮化铀分子与分子复合物中其他地方的碳 - 氢键反应这种键很强,通常几乎完全是惰性的 “显然,铀氮化物是反应性的,所以这引出了一个问题,他们还有什么反应”基普林格说了解分子的反应性可能会影响如何在使用前后储存由氮化铀组成的核燃料但是英国爱丁堡大学的波莉·阿诺德(Polly Arnold)认为这项研究可能会引起核燃料行业的兴趣 “如果它能与添加的底物中的碳氢键反应,例如甲烷,那么这将是一个非常令人兴奋的反应,”她说这种反应提供了一种破坏惰性键的方法,其通常在普通化学品的制造过程中需要能量密集的过程期刊参考:Nature Chemistry,DOI:10.1038 / nchem.705关于这些主题的更多信息: