гальваническим путем на металлическом катоде из
солей уранила. Этот процесс не является
эффективным с электрохимической точки зрения, т.к.
большая часть энергии расходуется на
газообразование и выделение тепла, но потенциально
очень удобен для изготовления полупроводниковых
компонентов для экспериментальных «камер
деления».
«Камера деления» - это специальная модификация
ионизационной камеры, предназначенная для
регистрации нейтронов. – прим. Перев.
Вам понадобятся следующие инструменты и материалы:
UO3 (см Часть V).
разбавленная серная кислота (аккумуляторный электролит).
Раствор аммаиака (технический нашатырный спирт 25%).
Точный рН-метр.
Катод для осаждения. Я с успехом использую медный лист и коробку с лезвиями.
Не окисляющийся анод. Я рекомендую титановый электрод с платиновым напылением. Он
очень износоустойчив. ( Ага, как раз для нас! Титановый…с платиновым напылением…
Стоит попробовать обыкновенный графит. – прим.Перев).
Блок питания постоянного тока 15Вольт, 10А. ( Подойдет зарядное устройство для
аккумуляторов,. – прим. Перев. ).
Пластиковая или стеклянная емкость.
В моем эксперименте я использовал пластиковый ~ 300 мл контейнер для пищевых продуктов в
качестве электролизера. В будущем я планирую использовать стеклянную емкость из-за нагрева
электролита.
Чтобы приготовить электролит, я растворил 6 г UO3 в аккумуляторной серной кислоте, а затем
частично нейтрализовал аммиаком до рН = 2,0. Полученный раствор я поместил в электролизер и
разбавил до ~ 300 мл раствором 0,2 М (NH4) 2SO4, приготовленным ранее из кислоты и
нашатырного спирта (25% р-р аммиака). Наконец, довел рН до 2,5 с помощью нескольких капель
кислоты. Теперь настало время, чтобы включить ток!
В электролизере анод устанавливается в виде цилиндра
вертикально, а катод возле стенки. См фото слева. Я получил
наилучшие результаты, когда катод имел площадь не более
чем 15 см2 в сторону анода. Обратная сторона катода будет
иметь минимальное покрытие, за исключением периферии.
После включения источника питания электролиз начинается
с бурного выделения газа на обоих электродах. В процессе
электролиза раствор нагревается и ток может расти или
падать. Я перемещал анод ближе и дальше от катода, чтобы
установить ток около 10А.
Осадок начинает появляться в виде бархатистого черного
слоя. Мои электроды покрывались осадком примерно за 5
мин. Более толстый слой осадка на электрода хоть и
содержит больший слой UO2, но менее прочен и легко
отваливается от электрода. Между фазами электролиза
уровень электролита можно восстанавливать, добавляя дистиллированной воды.
Пластинки катодов дают примерно 2000-3000 CPM на
торцевом счетчике Гейгера-Мюллера, что указывает на
действительное наличие UO2.
Если катоды испачканы осажденными солями уранила, то их
можно отмыть быстрым ополаскиванием в растворе
разбавленной НСl, и слой UO2 при этом не будет
поврежден.
Я успешно использовал медные ленты с подобным
покрытием диоксидом урана в качестве полупроводника для
детекторного приемника с диодным переходом,
образованным между слоем диоксида урана и пучком
стальных проволочек. Такое радио работает, но плохо. Мне
необходимо экспериментировать с условиями и исходными
материалами, чтобы лучше понять полупроводниковые
свойства UO2.
Резюме:
U (VI), переходит в U (IV) на катоде электрохимической ячейки. О промежуточных и побочных
продуктах этого процесса, похоже, не очень хорошо известно.
Эта процедура взята из Maya and Gonzalez под названием “Electrodeposition of uranium dioxide films,” J. Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 261(3) 605-607 (2004).
Я не хочу давать полную ссылку на текст Springer, т.к. Спрингер является известным Google-
спамером и не заслуживает своей прибыли.
Часть VII: тетрафторид урана.
Тетрафторид урана (UF4), известен как «зеленая соль»
в урановой промышленности и является важным
промежуточным продуктом в производстве
металлического урана и, как и гексафторид урана,
необходим для газодиффузионного процесса
обогащения урана.
Он не растворим в воде и является наиболее типичным
соединением U (IV). Процесс, описанный здесь,
позволяет получить кристаллогидрат UF4 • 2.5H2O.
Этот процесс начинается с поездки в супермаркет для покупки пятновыводителя Whink Rust