- Код статьи
- 10.31857/S0235010623050067-1
- DOI
- 10.31857/S0235010623050067
- Тип публикации
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том / Номер выпуска 5
- Страницы
- 467-478
- Аннотация
- Представлена математическая модель электролитического синтеза кристаллического катодного осадка UO2–ZrO2 при одновременном и непрерывном протекании на электроде электрохимической и химической реакций. Диоксид урана образуется по электрохимической реакции восстановления ионов уранила \({\text{UO}}_{2}^{{2 + }}{\text{,}}\) цирконий попадает в осадок по химической реакции обмена. При использовании уравнений Фарадея и Фика получено выражение для расчета содержания диоксида циркония в системе UO2–ZrO2. Оно адекватно описывает процесс синтеза в расплаве NaCl–KCl–UO2Cl2–ZrCl4. Установлено качественное совпадение геометрической формы зависимостей, и, в ряде случаев, количественное соответствие расчетных и экспериментальных значений концентрации диоксида циркония от условий процесса (концентрации ZrCl4, плотности тока, длительности электролиза и температуры). Расхождение величин объяснено улетучиванием части ZrCl4 из электролита при электролизе, что не учитывалось при выводе аналитического уравнения.
- Ключевые слова
- солевой расплав электрохимическая и химическая реакции математическая модель катодный осадок UO<sub>2</sub>–ZrO<sub>2</sub> аналитическое уравнение диоксид циркония
- Дата публикации
- 17.09.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 15
Библиография
- 1. Кротов В.Е. Влияние состава расплава NaCl–KCl–UO2Cl2–ZrCl4–UCl4 на среднее содержание диоксидов урана и циркония в катодном осадке UO2–ZrO2 // Расплавы. 2011. № 2. С. 40–48.
- 2. Krotov V.Ye. Regularities of cathode deposit formation during simultaneous reduction and exchange reactions. The mechanism of UO2–ZrO2 cathode deposit formation // Electrochim. Acta. 2014. 115. P. 28–30.
- 3. Krotov V.Ye., Filatov Ye.S. Regularities of cathode deposit formation during simultaneous reduction and exchange reactions. Influence of the electrolysis conditions on the concentration of components in the UO2–ZrO2 cathode deposit // Electrochim. Acta. 2014. 116. P. 484–489.
- 4. Krotov V., Filatov Ye. Anomalous influence of electrochemically inert ZrCl4 on UO2 current efficiency during electrolysis in (NaCl–KCl)equim–UO2Cl2–ZrCl4 melt // Electrochim. Acta. 2014. 145C. P. 254–258.
- 5. Krotov V.Ye., Filatov Ye.S. Electrolytic Formation of Solid Crystalline UO2–ThO2 and UO2–ThO2–ZrO2 solutions from salt melts // Electrochem. Society. 2020. 167. P. 162507.
- 6. Самойлов А.Г., Каштанов А.И., Волков И.С. Дисперсионные тепловыделяющие элементы ядерных реакторов. М.: Атомиздат, 1965.
- 7. Смирнов М.В. Электродные потенциалы в расплавленных хлоридах. М.: Наука, 1973.
- 8. Комаров В.Е., Хохлова А.М. Плотность расплавов хлоридов щелочных металлов с уранилхлоридом // Физическая химия и электрохимия редких металлов в солевых расплавах. 1984. С. 40–44.
- 9. Барабошкин А.Н., Виноградов-Жабров О.Н. Хронопотенциометрия с реверсированием тока. Переключение из стационарного состояния // Тр. Института электрохимии УФАН СССР. 1970. № 15. С. 118–125.
- 10. Бердников И.А. и др. Потенциостатический и импульсно потенциостатический электролиз системы KCl–NaCl–K2ZrF6. Свердловск. УПИ им. С.М. Кирова. 1977.
- 11. Поляков П.В., Исаева Л.А., Анохина В.С. Исследование диффузионного слоя методом голографической интерферометрии в расплавленных солях // Изв. Вузов. Цветная металлургия. 1976. № 5. С. 60–65.
- 12. Исаева Л.А., Поляков П.В., Михалев Ю.Г., Овчинников А.В. Температурная зависимость толщины диффузионного пограничного слоя при электролизе расплавленных солей // Электрохимия. 1980. № 16. С. 1705–1709.
- 13. Исаева Л.А., Поляков П.В., Михалев Ю.Г., Рогозин Ю.Н. Диффузионный слой у жидкого и твердого металлических электродов в расплавленных солях // Электрохимия. 1982. 18. № 12. С. 1697–1699.
- 14. Барабошкин А.Н., Смирнов М.В., Салтыкова Н.А. Измерение коэффициентов диффузии ионов серебра и циркония в расплаве хронопотенциометрическим методом // Тр. Института электрохимии УФАН СССР. Свердловск. 1970. № 15. С. 118–125.
- 15. Chalkley I.R. The pilot plant production of electrolytic uranium dioxide // J. Less-Common Metals. 1961. 3. P. 98–109.
- 16. Schlechter M., Kool J., Billian R., Charlier R.A., Dumont G.L. The preparation of UO2 by fused salt electrolyses using or UF4 as starting material // J. Nucl. Mater. 1965. 15. P. 189–200.
- 17. Eichler B. Herstellung von grobkristallinem UO2 hoher Dichte durch elektrochemische Reduktion von UO2Cl2 in KCl–NaCl – Schmelze // Kernenergie. 1971. 14. P. 253–256.
- 18. Справочник химика. Том II. Химия, Ленинградское отделение, 1971.
- 19. Lister R.S., Flengas S.N. On the relationship between eequilibrium pressures and the phase diagram of a reactive system the systems: NaCl–Na2ZrCl6, KCI–K2ZrC6, NaCl–KC1–ZrC14 // Canadian journal of chemistry. 1965. 43. P. 2947–2969.
- 20. Кротов В.Е., Филатов Е.С. Изменение количественного состава расплава NaCl–KCl–UO2Cl2–ZrCl4 при его электролизе // Расплавы. 2016. № 6. С. 489–499.
- 21. Krotov V.E., Filatov Ye.S. Change in the quantitative composition of the NaCl–KCl–UO2Cl2–ZrCl4 melt during its electrolysis // Russian Metallurgy. 2018. № 2. P. 214–219.
