Mechanism and kinetics for the formation of uranium mononitride by the reaction of uranium dioxide with carbon and nitrogen

室村 忠純; 田川 博章

J.Am.Ceram.Soc., 61(1-2), p.30 - 35, 1978/02

https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1978.tb09223.x

UO+2C+1/2NzによるUNの生成反応を1420C~1750Cの範囲でしらべた。生成する UN相の格子総数は、反応中極小と極大を経て純UNのそれになる。またUN相の組成は反応時間に伴い変化した。反応は試料の表面から進行する。反応は1次の反応速度式に従って進み活性化エネルギーは83Kcal/molであった。反応は次の4段階に分かれて進むことがわかった。第1段階;UOからU(N,C,O)の生成、第2段階;U(N,C,O)からU(N,C)の生成、第3段階;U(N,C)へCの固溶UNoCoの生成、第4段階;UNoCoと残留Uo,Cの反応、純UNの生成。格子定数の極小は第2、3段階の間で生じ、極大は第3、4段階の間で生じる。第1~4段階のうち特に第4段階の進行は遅く、生成UNの純度を低下させることが判明した。極大点の組成UNoCoはU-C-N系の状態図から容易に説明できる。