Химия сложных оксидно-солевых соединений урана (VI). Синтез, строение, состояние в водных растворах

• Автор: Нипрук, Оксана Валентиновна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 475 с. : 17 ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Уран - главный элемент современной атомной энергетики

1.1. От открытия урана до становления и развития атомной энергетики

1.2. Уран в ядерном топливном цикле. Проблемы и перспективы атомной энергетики

1.3. Положение урана в Периодической системе. Строение атома и особенности химических свойств урана

1.4. Формы существования и миграции урана в природе

1.5. Уран и радиационное загрязнение окружающей среды. Пути и методы решения экологических задач

1.6. Оксидно-солевые соединения урана как формы существования радионуклидов

Глава 2. Методы синтеза, анализа и исследования оксидно-солевых соединений урана (VI)
2.1. Синтез оксидно-солевых соединений урана (VI)
2.1.1. Методы синтеза оксидно-солевых соединений урана (VI)
2.1.2. Синтез уранофосфатов и ураноарсенатов
2.1.2.1. Получение Ак(Ву1ГО6)кпН20 (Ак - Ы, N3, К, КЬ, Сэ, N114,
Са, Бг, Ва; Ву - Р, Аэ)
2.1.2.2. Получение Ак(Ву1Юб)к-пН20 (Ак - Mg, Мп, Со, N1, Си, Ъп,
Сб, РЬ, Ьа, Се, Рг, N6, Эт, Ей, Об, ТЬ, Бу, Но, Ег, Тт, УЬ,
Ьи, У; Ву-Р, Аз)
2.1.2.3. Получение НВУи06-4Н20 (ВУ - Р, Аэ)
2.1.3. Синтез уранованадатов
2.1.3.1. Получение АЧОГОб-пНгО (А'-Иа, К, ЛЬ, Сб, Т1)
2.1.3.2. Получение Ак(Уи0б)к-пН20 (Ак - 1л, Mg, Са, Бг, Ва, РЬ,
Мп, Со, N1, Си, Ъл, Сб, Ьа, Се, Рг, N6, Бт, Ей, Об, ТЬ, Бу, Но,
Ег, Тт, УЬ, Ьи, У)

2.1.3.3. Получение (и02)207
2.1.4. Синтез ураносиликатов и ураногерманатов
2.1.4.1. Получение Ак(НВ1УиОб)к пН20 (Ак - 1л, Иа, К, ЯЬ, Сб,
МН4,8г,Ва;ВІУ-8і,Се)
2.1.4.2. Получение Ак(НВ1Уи06)к-пН20 (Ак - Mg, Са; ВІУ - Зі, ве)
2.1.4.3. Получение Ак(НВ1УиОб)к-пН20 (Ак - Мп, Со, N1, Си, Zn
ВІУ - Зі, Ое)
2.1.4.4. Получение Ак(НВ1уи06)к-пН20 (Ак- Ьа, Се, Рг, N(1, Зт,
Ей, Сс1, ТЬ, Бу, Но, Ег, Тт, УЪ, Ьи, У; В|у - Зі, Се)
2.1.5. Синтез ураноборатов
2.2. Методы исследования состава и строения оксидно-солевых соединений урана
2.2.1. Рентгенофлуоресцентная спектрометрия
2.2.2. Гравиметрия
2.2.3. Рентгенография
2.2.4. ИК спектроскопия
2.2.5. Термический анализ
2.3. Методы исследования гетерогенных водно-солевых систем оксидно-солевых соединений урана (VI)
2.3.1. Получение гетерогенных водно-солевых систем
2.3.2. Потенциометрия
2.3.3. Фотометрия
2.3.3.1. Методики определения урана (VI) в водных растворах
2.3.3.2. Методики определения фосфора (V), мышьяка (V),
кремния (IV) и германия (IV) в водных растворах
2.3.3.3. Методика определения ванадия (V) в водных растворах
2.3.3.4. Методика определения бора (III) в водных растворах
2.3.3.5. Методика определения щелочных элементов в водных растворах

2.3.3.6. Методика определения щелочноземельных элементов в водных растворах
2.3.3.7. Методики определения б-переходных элементов в
водных растворах
2.3.3.8. Методики определения редкоземельных элементов в
водных растворах
2.3.4. Турбидиметрия и нефелометрия
2.3.5. Седиментационный анализ
2.4. Используемые реактивы
2.5. Моделирование гетерогенных равновесий в водно-солевых
системах соединений урана (VI)
2.5.1. Расчет констант равновесия гетерогенных реакций растворения соединений урана (VI)
2.5.2. Расчет диаграмм состояния и кривых растворимости
2.5.3. Расчет стандартных функций Гиббса образования
соединений урана (VI) и реакций с их участием
Глава 3. Состояние уранофосфатов и ураноарсенатов в насыщенных водных растворах
3.1. Особенности формирования и строение уранофосфатов и ураноарсенатов
3.1.1. Уранофосфаты и ураноарсенаты состава А'ВуиОб-пН20
(А1 - Н, и, N3, К, ЫЪ, Сэ, N11,; Ву - Р, Аз)
3.1.2. Уранофосфаты и ураноарсенаты состава А’В'ЧЮбпНгО
(А11 - Мё, Са, 8г, Ва; Ву - Р, Аз)
3.1.3. Уранофосфаты и ураноарсенаты состава А"(Вуи0б)2-пН20
(А11 - Мл, Со, №, Си, 2п, С б, РЬ; Ву - Р, Аз)
3.1.4. Уранофосфаты и ураноарсенаты состава Аш(Ву1Юб)з-пН20 (А111 - Ьа, Се, Рг, N6, 8т, Ей, Об, ТЬ, Бу, Но, Ег, Тгп, УЬ, Ьи, У, А1, Оа;
Ву - Р, Аэ)

Проблема топливообеспечения тепловых реакторов и полного перехода на быстрые реакторы может возникнуть лишь за пределами рассматриваемого здесь периода.
Подводя итог всему сказанному об использовании урана в современной атомной энергетике и возможных перспективах ее развития можно утверждать, что, несмотря на ограниченные запасы урансодержащих минералов в природе, в обозримом будущем в течение сотен лет уран сохранит свое значение в качестве ядерного горючего в атомной энергетике. И в течение всего этого времени исследование новых аспектов химии урана, получение все новых соединений урана и изучение их свойств, моделирование их поведения в окружающей среде и агрессивных условиях не потеряют своей актуальности и будут развиваться в направлении эффективности и безопасности использования урана в атомной энергетике.
1.3. Положение урана в Периодической системе. Строение атома и особенности химических свойств урана
Квантово-механические представления о строении атомов химических элементов и накопленный экспериментальный материал свидетельствуют о весьма сложной химии урана. Это находит своё отражение в образовании многочисленных соединений различного состава и строения, отличающихся физическими и химическими свойствами, проявляется в сложном ионномолекулярном составе водных растворов, в возможности гидролиза и полимеризации с образованием коллоидных частиц и дисперсных систем. Причина такого сложного, многообразного, а порой даже противоречивого поведения урана кроется в строении многоэлектронного атома и его положении в Периодической системе. Сложная структура электронных оболочек урана предопределяет широкий спектр валентных состояний, размер ионных радиусов, координационные возможности и другие параметры, которые, в свою очередь, обуславливают кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства,