تقلب الفلورايد

تُعرف خاصية تطاير الفلوريد بأنها ميل الجزيئات عالية الفلورة إلى التبخر عند درجات حرارة منخفضة نسبيًا. تتميز مركبات الهيبتافلوريد والهيكسافلوريد والبنتافلوريد بنقاط غليان أقل بكثير من الفلوريدات ذات التكافؤ المنخفض . بينما تتميز معظم مركبات الديفلوريد والتريفلوريد بنقاط غليان عالية، وتقع معظم مركبات التترافلوريد والأحاديفلوريد بين هاتين النقطتين . يُستخدم مصطلح "خاصية تطاير الفلوريد" بشكل شائع في سياق فصل النويدات المشعة .

التقلب والتكافؤ

تُحدد تكافؤات معظم العناصر بناءً على أعلى حالة تأكسد معروفة. ومع ذلك، تميل العناصر ذات التكافؤ العالي إلى الوصول إلى حالة تأكسد أعلى في المركبات التي تحتوي على الأكسجين بدلاً من الفلور.

بشكل عام، يمكن استخدام خاصية تطاير الفلوريد لإزالة العناصر ذات التكافؤ 5 أو أعلى: اليورانيوم ، والنبتونيوم ، والبلوتونيوم ، وأشباه الفلزات ( التيلوريوم ، والأنتيمون )، واللافلزات ( السيلينيوم )، والهالوجينات ( اليود ، والبروم )، والفلزات الانتقالية المتوسطة ( النيوبيوم ، والموليبدينوم ، والتكنيتيوم ، والروثينيوم ، وربما الروديوم ). يشمل هذا الجزء الأكتينيدات الأكثر سهولة في إعادة استخدامها كوقود نووي في مفاعل حراري ، وناتجي الانشطار طويلي العمر الأنسب للتخلص منهما عن طريق التحويل النووي، وهما التكنيتيوم-99 واليود -129 ، بالإضافة إلى السيلينيوم-79 .

الغازات النبيلة ( الزينون ، الكريبتون ) متطايرة حتى بدون الفلورة، ولن تتكثف إلا عند درجات حرارة منخفضة للغاية.

أما العناصر المتبقية فهي المعادن القلوية ( السيزيوم ، الروبيديوم )، والمعادن القلوية الترابية ( السترونتيوم ، الباريوم )، واللانثانيدات ، والأكتينيدات المتبقية ( الأمريسيوم ، الكوريوم )، والمعادن الانتقالية المتبقية ( الإتريوم ، الزركونيوم ، البلاديوم ، الفضة )، والمعادن ما بعد الانتقالية ( القصدير ، الإنديوم ، الكادميوم ). يحتوي هذا الجزء على نواتج الانشطار التي تُشكّل مخاطر إشعاعية على مدى عقود ( السيزيوم-137 ، والسترونتيوم-90 ، والساماريوم-151 )، ونواتج الانشطار الأربعة المتبقية طويلة العمر (السيزيوم-135 ، والزركونيوم-93 ، والبلاديوم-107 ، والقصدير-126 ، حيث يُصدر الأخير فقط إشعاعًا قويًا)، ومعظم المواد السامة للنيوترونات ، والأكتينيدات الأعلى ( الأمريسيوم ، والكوريوم ، والكاليفورنيوم ) التي تُشكّل مخاطر إشعاعية على مدى مئات أو آلاف السنين، ويصعب التعامل معها بسبب إشعاع غاما، ولكنها قابلة للانشطار في المفاعلات السريعة . يُستخدم الأمريسيوم في كاشفات الدخان التأينية، بينما يُستخدم الكاليفورنيوم كمصدر للنيوترونات يعتمد على الانشطار التلقائي . أما الكوريوم، فاستخداماته محدودة للغاية خارج المفاعلات النووية. يمكن استخدام الأكتينويدات القابلة للانشطار ولكن غير القابلة للانشطار أو التخلص منها في مفاعل نووي دون حرج باستخدام مصدر نيوتروني خارجي مثل نظام مدفوع بالمسرع .

أساليب إعادة المعالجة

تتفاعل أكاسيد اليورانيوم مع الفلور لتكوين سداسي فلوريد اليورانيوم الغازي ، ويتفاعل معظم البلوتونيوم لتكوين سداسي فلوريد البلوتونيوم الغازي، بينما تُكوّن غالبية نواتج الانشطار (وخاصة العناصر الكهروإيجابية: اللانثانيدات ، والسترونتيوم ، والباريوم ، والإتريوم ، والسيزيوم ) فلوريدات غير متطايرة. وتُكوّن بعض المعادن في نواتج الانشطار ( المعادن الانتقالية : النيوبيوم ، والروثينيوم ، والتكنيتيوم ، والموليبدينوم ، واليود ) فلوريدات متطايرة (نقطة غليانها أقل من 200 درجة مئوية) تُصاحب سداسي فلوريد اليورانيوم والبلوتونيوم، بالإضافة إلى الغازات الخاملة . ثم يُستخدم التقطير لفصل سداسي فلوريد اليورانيوم عن الخليط. ^[¹^]^[²^]

تُعدّ نواتج الانشطار القلوية غير المتطايرة وجزء الأكتينيدات الثانوية الأنسب للمعالجة اللاحقة باستخدام طرق المعالجة الكهروكيميائية الجافة ( الكيميائية الحرارية ) غير المائية . يصعب إذابة فلوريدات اللانثانيدات في حمض النيتريك المستخدم في طرق إعادة المعالجة المائية، مثل PUREX و DIAMEX و SANEX ، التي تعتمد على استخلاص المذيبات . يُعدّ تطاير الفلوريدات أحد العمليات الكيميائية الحرارية العديدة المصممة لإعادة معالجة الوقود النووي المستهلك.

قام معهد ريج للأبحاث النووية في ريج بجمهورية التشيك باختبار أجهزة الجرعات اللولبية التي تغذي أكسيد اليورانيوم المطحون (محاكاة كريات الوقود المستهلكة) إلى جهاز الفلورة حيث يتم حرق الجسيمات في غاز الفلور لتشكيل سداسي فلوريد اليورانيوم . ^{[ 3 ]}

طوّرت شركة هيتاشي تقنية تُسمى FLUOREX، تجمع بين تطاير الفلوريد لاستخلاص اليورانيوم، وتقنية الاستخلاص بالمذيبات التقليدية (PUREX) لاستخلاص البلوتونيوم والعناصر العابرة لليورانيوم الأخرى. ^{[ 4 ]} دورة الوقود القائمة على تقنية FLUOREX مُصممة للاستخدام مع مفاعل الماء المُخفَّض . ^{[ 5 ]}

بعض الفلوريدات قابلة للذوبان في الماء، بينما البعض الآخر غير قابل للذوبان (انظر جدول الذوبانية )، ويمكن فصلها في المحلول المائي. مع ذلك، فإن جميع العمليات المائية التي لا تُزال فيها التريتيوم (وهو ناتج شائع للانشطار الثلاثي ) ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]} قبل إضافة الماء ستلوث الماء بماء مُشعّ بالتريتيوم، وهو ما يصعب إزالته من الماء. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}^{[ 10 ]} بعض العناصر التي تُكوّن فلوريدات قابلة للذوبان تُكوّن كلوريدات غير قابلة للذوبان. إضافة كلوريد قابل للذوبان مناسب (مثل كلوريد الصوديوم ) ستؤدي إلى ترسيب هذه الكاتيونات. ومن الأمثلة على ذلك فلوريد الفضة (I) (قابل للذوبان في الماء) الذي يُكوّن راسب كلوريد الفضة عند إضافة كلوريد قابل للذوبان.

AgF + NaCl → AgCl↓ + NaF

تتفاعل بعض الفلوريدات بشدة مع الماء وقد تُكوّن فلوريد الهيدروجين شديد التآكل . يجب أخذ ذلك في الاعتبار عند استخدام العمليات المائية التي تتضمن الفلوريدات. ^{[ 11 ]}

إذا رغبت في ذلك، يمكن استخدام سلسلة من إضافات الأنيونات الإضافية المشابهة لـ de:Kationentrennungsgang لفصل الكاتيونات المختلفة للتخلص منها أو معالجتها أو استخدامها.

جدول الخصائص ذات الصلة

فلوريد	Z	درجة الغليان °م	درجة الانصهار مئوية	نصف العمر الرئيسي	أَثْمَر
HF	1	19.5	-83.6	T: 12 سنة	كاشف شائع
BF ₃	5	-100.3	-126.8	لا شيء يتجاوز 0.8 ثانية	يُستخدم السم النيوتروني للسيطرة
SeF ₆	34	-46.6	-50.8	⁷⁹ Se:327ky	0.04%
TeF ₆	52	-39	-38	^{127 مترًا} Te:109 يومًا
IF ₇	53	4.8 (1 ضغط جوي)	6.5 ( نقطة ثلاثية )	¹²⁹ I:15.7my	0.54%
وزارة المالية ₆	42	34	17.4	⁹⁹ شهرًا: 2.75 يومًا
PuF ₆	94	62	52	²³⁹ Pu :24ky
TcF ₆	43	55.3	37.4	⁹⁹ Tc :213ky	6.1%
NpF ₆	93	55.18	54.4	²³⁷ Np :2.14my
يو إف ₆	92	56.5 (فرعي)	64.8	²³³ U :160ky
RuF ₆	44	200 (ديسمبر)	54	¹⁰⁶ Ru:374d
RhF ₆	45	73.5 ^{[ 12 ]}	70	¹⁰³ Rh: مستقر
المرجع ₇	75	73.72	48.3	ليس FP
BrF ₅	35	40.25	-61.30	⁸¹ Br:stable
IF ₅	53	97.85	9.43	¹²⁹ I:15.7my	0.54%
XeF ₂	54	114.25 ( تحت )	129.03 ( نقطة ثلاثية )
SbF ₅	51	141	8.3	¹²⁵ Sb:2.76y
RuOF ₄	44	184	115	¹⁰⁶ Ru:374d
RuF ₅	44	227	86.5	¹⁰⁶ Ru:374d
NbF ₅	41	234	79	⁹⁵ نب:35د	قليل
ملف PDF ₄	46			¹⁰⁷ Pd:6.5my
SnF ₄	50	750 (فرعي)	705	^121م1 Sn:44ي ¹²⁶ Sn:230كي	0.013% ؟
ZrF ₄	40	905	932 ( نقطة ثلاثية )	⁹³ Zr:1.5my	6.35%
AgF	47	1159	435	¹⁰⁹ Ag: مستقر
سائل دماغي نخاعي	55	1251	682	¹³⁷ Cs :30.2y¹³⁵ Cs:2.3my	6.19% 6.54%
BeF ₂	4	1327	552	¹⁰ Be:1.4my
RbF	37	1410	795
يو إف ₄	92	1417	1036	²³³ U :160ky
فليب		1430	459	مستقر
فليناك		1570	454	مستقر
الحياة	3	1676	848	مستقر
كي إف	19	1502	858	⁴⁰ ألف: 1.25 غراي
ناف	11	1704	993	مستقر
ThF ₄	90	1680	1110
CdF ₂	48	1748	1110	^{113 م} Cd:14.1y
YF ₃	39	2230	1150	⁹¹ Y:58.51d
InF ₃	49	أكثر من 1200	1170
BaF ₂	56	2260	1368	¹⁴⁰ Ba:12.75d
TbF ₃	65	2280	1172
GdF ₃	64		1231	¹⁵⁹ Gd:18.5h
PmF ₃	61		1338	¹⁴⁷ مساءً: 2.62 سنة
EuF ₃	63	2280	1390	¹⁵⁵ Eu:4.76y
NdF ₃	60	2300	1374	¹⁴⁷ Nd:11d
PrF ₃	59		1395	¹⁴³ Pr:13.57d
CeF ₃	58	2327	1430	¹⁴⁴ Ce:285d
SmF ₃	62	2427	1306	¹⁵¹ سم :90ي	0.419% ؟
SrF ₂	38	2460	1477	⁹⁰ Sr : 29.1y	5.8%
LaF ₃	57		1493	¹⁴⁰ La:1.68d

انظر أيضاً

ملحوظات

نقص الفلورايد العلوي: ^{[ 13 ]}
- PrF ₄ (لأنه يتحلل عند 90 درجة مئوية)
- TbF ₄ (لأنه يتحلل عند 300 درجة مئوية)
- CeF ₄ (لأنه يتحلل عند 600 درجة مئوية)
بدون فلوريدات مستقرة: Kr ^{[ 14 ]}

مراجع

↑ أوهلير، يان. "تجربة إعادة معالجة الوقود النووي الجاف في جمهورية التشيك" (ملف PDF) . وكالة الطاقة النووية التابعة لمنظمة التعاون الاقتصادي والتنمية . تاريخ الاسترجاع: 21 مايو 2008 .
↑ أوهلير، جان. "البحث والتطوير في مجال التقسيم الكيميائي الحراري في جمهورية التشيك" (ملف PDF) . وكالة الطاقة النووية التابعة لمنظمة التعاون الاقتصادي والتنمية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21-05-2008 .
↑Markvart, Milos. "Development of Uranium Oxide Powder Dosing for Fluoride Volatility Separation Process"(PDF). Archived from the original(PDF) on November 17, 2004. Retrieved 2008-05-21.
↑"Fuel Cycle：Hitachi-GE Nuclear Energy, Ltd".
↑"Next-generation Nuclear Reactor Systems for Future Energy : HITACHI REVIEW". www.hitachi.com. Archived from the original on 19 February 2013. Retrieved 17 January 2022.
↑Schmutz, Hans A.; Sabharwall, Piyush; Stoots, Carl (August 2012). Tritium Formation and Mitigation in High Temperature Reactors(PDF) (Report). Idaho National Laboratory. Archived(PDF) from the original on 2026-06-09.
↑Fütterer, Michael A.; D'Agata, Elio; Raepsaet, Xavier (2014). Is Tritium an Issue for High Temperature Reactors?(PDF) (Report). Archived(PDF) from the original on 2025-01-22.
↑"Our Modular Detritiation System (MDS®) to Remove Tritium".
↑"A Compact, Low Cost, Tritium removal plant for CANDU-6 Reactors". ResearchGate. Archived from the original on 2024-09-25. Retrieved 2026-06-09.
↑"Contract for Cernavoda tritium removal facility".
↑Zakiryanova, Irina D.; Mushnikov, Petr N.; Nikolaeva, Elena V.; Zaikov, Yury P. (2023). "Mechanism and Kinetics of Interaction of FLiNaK–CeF3 Melt with Water Vapors and Oxygen in the Air Atmosphere". Processes. 11 (4): 988. doi:10.3390/pr11040988.
↑"Nitrogen Trifluoride Based Fluoride Volatility Separations Process: Initial Studies"(PDF). p. 1. Retrieved 2024-08-22.
↑CRC Handbook of Chemistry and Physics, 88th EditionArchived 2010-07-04 at the Wayback Machine. (PDF). Retrieved on 2010-11-14.
↑Precious metal refining with fluorine gas – Patent 5076839. Freepatentsonline.com. Retrieved on 2010-11-14.

External links

Study of Electrochemical Processes for Separation of the Actinides and Lanthanides in Molten Fluoride Media (PDF)
"فصل وتنقية _سادس فلوريد اليورانيوم من الفلوريدات المتطايرة عن طريق التقطير" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 13 يناير 2005.
التقطير تحت ضغط منخفض لجزء من ملح حامل الوقود من تجربة مفاعل الملح المنصهر (PDF)
استخدام عملية تطاير الفلوريد لاستخلاص التكنيتيوم من الوقود النووي المستهلك المحوّل (PDF)
مراجعة النظراء لاستراتيجية توصيف العناصر العابرة لليورانيوم وتلوث التكنيتيوم في أسطوانات ذيول سداسي فلوريد اليورانيوم المستنفد (PDF)
الثوابت الفيزيائية للمركبات غير العضوية (ملف PDF)

[1] أوهلير، يان. "تجربة إعادة معالجة الوقود النووي الجاف في جمهورية التشيك" (ملف PDF) . وكالة الطاقة النووية التابعة لمنظمة التعاون الاقتصادي والتنمية . تاريخ الاسترجاع: 21 مايو 2008 .

[2] أوهلير، جان. "البحث والتطوير في مجال التقسيم الكيميائي الحراري في جمهورية التشيك" (ملف PDF) . وكالة الطاقة النووية التابعة لمنظمة التعاون الاقتصادي والتنمية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21-05-2008 .

[3] Markvart, Milos. "Development of Uranium Oxide Powder Dosing for Fluoride Volatility Separation Process"(PDF). Archived from the original(PDF) on November 17, 2004. Retrieved 2008-05-21.

[4] "Fuel Cycle：Hitachi-GE Nuclear Energy, Ltd".

[5] "Next-generation Nuclear Reactor Systems for Future Energy : HITACHI REVIEW". www.hitachi.com. Archived from the original on 19 February 2013. Retrieved 17 January 2022.

[6] Schmutz, Hans A.; Sabharwall, Piyush; Stoots, Carl (August 2012). Tritium Formation and Mitigation in High Temperature Reactors(PDF) (Report). Idaho National Laboratory. Archived(PDF) from the original on 2026-06-09.

[7] Fütterer, Michael A.; D'Agata, Elio; Raepsaet, Xavier (2014). Is Tritium an Issue for High Temperature Reactors?(PDF) (Report). Archived(PDF) from the original on 2025-01-22.

[8] "Our Modular Detritiation System (MDS®) to Remove Tritium".

[9] "A Compact, Low Cost, Tritium removal plant for CANDU-6 Reactors". ResearchGate. Archived from the original on 2024-09-25. Retrieved 2026-06-09.

[10] "Contract for Cernavoda tritium removal facility".

[11] Zakiryanova, Irina D.; Mushnikov, Petr N.; Nikolaeva, Elena V.; Zaikov, Yury P. (2023). "Mechanism and Kinetics of Interaction of FLiNaK–CeF3 Melt with Water Vapors and Oxygen in the Air Atmosphere". Processes. 11 (4): 988. doi:10.3390/pr11040988.

[nf3-12] "Nitrogen Trifluoride Based Fluoride Volatility Separations Process: Initial Studies"(PDF). p. 1. Retrieved 2024-08-22.

[13] CRC Handbook of Chemistry and Physics, 88th EditionArchived 2010-07-04 at the Wayback Machine. (PDF). Retrieved on 2010-11-14.

[14] Precious metal refining with fluorine gas – Patent 5076839. Freepatentsonline.com. Retrieved on 2010-11-14.

[

[

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

اللغة	العربية (RTL)
روابط موسوعية	30 رابطاً
المصدر الأصلي	ويكيبيديا ↗