АКТИНИЙ И АКТИНИДЫ К 3 группе ПС кроме

АКТИНИЙ И АКТИНИДЫ К 3 группе ПС, кроме 17 уже рассмотренных РЗЭ, относятся также актиний и 14 элементов, следующих за актинием, называемых актинидами (или актиноидами).

В отличие от лантаноидов, все 5 f-элементы радиоактивны, т. е. не имеют стабильных изотопов. И если для тория и урана существуют изотопы, период полураспада которых измеряется миллиардами лет, то время жизни трансурановых, т. е. следующих за ураном, элементов, как правило, уменьшается с увеличением порядкового номера. Из всего семейства актинидов в природе в заметном количестве встречаются лишь торий и уран – т. к. период полураспада их главных изотопов сопоставим с возрастом Земли. Актиний и протактиний встречаются в очень малых количествах. Остальные элементы являются искусственными, синтезированными человеком. Одни из трансурановых элементов выделены в количествах сотен тонн (Pu), а некоторые получены лишь в количестве нескольких атомов. Оксид урана U 3 O 8, выделенный в 1789 г. немецким химиком Мартином Клапротом из урановой смоляной руды (урановой смолки), долгое время считали простым веществом. Ему присвоили имя планеты, открытой за восемь лет до этого. Металлический уран впервые удалось получить в 1841 г. французскому учёному Эжену Пелиго восстановлением тетрахлорида урана калием: UCl 4+4 К=U+4 КCl. Аналогичным образом Берцелиусом в 1828 г. был получен торий, названный в честь Тора — бога-громовержца в скандинавской мифологии.

Актинидное сжатие наблюдается для ионов, а не для нейтральных атомов.

Наиболее стабильная степень окисления выделена красным цветом

Характерные особенности актинидов

Высокая степень окисления (+6, +7) у легких актинидов обусловлена тем, что в образовании химических связей участвуют и 6 d- и 5 f-электроны. С. О. +3 становится устойчивой, начиная с берклия. Он и последующие актиниды по химическим свойствам похожи на лантаниды.

Получение химическим путем: минералы переводят в оксиды или фториды, затем восстанавливают металлотермическим способом:

Получение урана из природных соединений

Соединения актиния и актинидов в степени окисления +3

Соединения актиния и актинидов в степени окисления +4 Степень окисления +4 характерна для ряда актинидов от тория до кюрия. При переходе к более тяжелым элементам устойчивость этой степени окисления понижается. Например, соединения урана (IV) проявляют восстановительные свойства:

Соединения актиния и актинидов в степени окисления +5, +6

Соединения актиния и актинидов в степени окисления +7

Принципы получения и переработки ядерного горючего на основе актинидов Главным источником получения ядерной (атомной) энергии является процесс «деления» ялер атомов урана и плутония.

Альфа-распадом называют самопроизвольный распад атомного ядра на дочернее ядро и α-частицу (ядро атома Не). Бета-распад — это радиоактивный распад, сопровождающийся испусканием из ядра электрона.

Принцип устройства реактора АЭС Тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы, 5) изготавливают из металлического урана или его стабильных соединений – оксида, карбида. Для замедления нейтронов при реакции деления U-235 применяют очень чистый синтетический графит (4). «Стержни регулирования» (1) изготавливают из кадмия или РЗЭ (Sm, Gd), обладающих большим сечением захвата нейтронов. Их вводят в реактор для понижения концентрации нейтронов, чтобы предотвратить ядерный взрыв.

Стержни из урана (или UO 2, UC 2) покрывают защитной оболочкой из циркония и помещают в каналы между кирпичами из графита высокой чистоты.

Центрифуга для обогащения урана изотопом 235

Основные оценочные характеристики чистых изотопов, способных к ядерному делению