Электропроводность расплавов FLiNaK и FLiNaK–CeF3

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Эвтектическая смесь LiF–NaF–KF (FLiNaK) является перспективной, как соль-носитель для жидкосолевых реакторов. Фторид церия CeF3 может рассматриваться, как имитатор фторида плутония PuF3. В работе исследована температурная зависимость удельной электропроводности расплавленной тройной эвтектики LiF–KF–NaF, содержащей от 0 до 25 мол. % фторида церия в интервале температур 480–777°C. Смеси FLiNaK–CeF3, готовили непосредственно в экспериментальной ячейке, сбрасывая необходимое количество CeF3 в расплав и выдерживая смеси заданного состава в течение 12 ч при температурах, превышающих температуры ликвидуса исследуемых композиций Сопротивление электролита определяли по годографам импеданса, которые снимали с помощью импедансометра Z-1500J. Использовали двухэлектродную ячейку с Pt электродами. Анализ имеющихся в литературе экспериментальных значений электропроводности двойных и тройных фторидных расплавов KF–LiF; KF–NaF; LiF–NaF–KF показывает, что наши данные по электропроводности эвтектической смеси LiF–NaF–KF (FLiNaK) соответствуют общей тенденции изменения электропроводности с увеличением концентрации KF в расплаве. Показано значительное уменьшение удельной электропроводности расплавленной системы и небольшое увеличение энергии активации электропроводности с повышением концентрации фторида церия. Температурные зависимости удельной электропроводности расплавленной системы были аппроксимированы полиномами второго порядка. Образование в расплаве комплексного иона \({\text{CeF}}_{6}^{{3 - }}\) подтверждено спектральными исследованиями. Были зафиксированы спектры КРС расплавленных смесей FLiNaK и FLiNaK–CeF3, содержащих 8 и 15 мол. % фторида церия. При увеличении концентрации СеF3 в расплаве увеличивается количество комплексных ионов \({\text{CeF}}_{6}^{{3 - }},\) что приводит к росту интенсивности наблюдаемых колебательных полос.

Об авторах

Е. В. Николаева

Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: e.nikolaeva@ihte.uran.ru
Россия, Екатеринбург

А. Л. Бове

Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН

Email: e.nikolaeva@ihte.uran.ru
Россия, Екатеринбург

И. Д. Закирьянова

Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН

Email: e.nikolaeva@ihte.uran.ru
Россия, Екатеринбург

Список литературы

  1. Porter B., Shedd E., Wyche C., Marchant J.P., Knickerbocker R.G. Higher purity ingot cerium from molten salts // J. Metals. 1960. 12. P. 798–801.
  2. Henrie T.A. Electro winning rare-earth and uranium metals from their oxides // J. Metals. 1964. 16. P. 978–981.
  3. Gray P.M.J The production of pure cerium metal by electrolytic and thermal reduction process // Trans. Inst. Min. Met.1951. 61. P.141–170.
  4. Новиков Н.И., Новичков В.Х Электропроводность двойных расплавов из фторидов лития, лантана или неодима // Науч. труды Гиретмета. 1973. 43. С. 19–25.
  5. Powers W.D., Cohen S.I., Greene N.D. // Nuclear science and engineering. 1963. 71. P. 200–211. https://doi.org/10.13182/NSE63-5
  6. Ponomarev L.I., Seregin M.V., Mikhalichenko A.A. Preparation of high-purity molten FLiNaK salt by the hydrofluorination process // At. Energ. 2012. 112. P. 341–345.
  7. Zong G., Zhang Z., Sun J., Xiao J. // J. Fluor. Chem. 2017. 197. P. 134–141. https://doi.org/10.1016/j.jfluchem.2017.03.006
  8. Derek J., Toshinobu Y., Janz J. Fusion properties and heat capacities of the eutectic LiF–NaF–KF melt // J. Chem. Eng. Data. 1982. 27. P. 366–367.
  9. Bauman R.P., Porto S.P.S. // Phys. Rev. 1967. 161. P. 842–850. https://doi.org/10.1103/PhysRev.161.842
  10. Rimoldi T., Orsi D., Lagonegro P., Ghezzi B., Galli C., Rossi F., Salviati G., Cristofolini L. // J. Mater Sci: Mater Med. 2016. 27. P. 159. https://doi.org/10.1007/s10856-016-5769-3
  11. Mushnikov P.N., Tkacheva O.Yu., Kholkina A.S., Zaikov Yu.P., Shishkin V.Yu., Dub A.V. // Atomic Energy. 2022. 131. P. 263–267. https://doi.org/10.007/s10512-022-00876-2
  12. Nikolaeva E.V., Zakiryanova I.D., Bovet A.L., Korzun I.V. // J. Electrochem. Soc. 2021. 168. 016502. https://doi.org/10.1149/1945-7111/abd64a
  13. Salyulev A., Potapov A. Electrical conductivity of (LiCl–KCl)–SrCl2 molten mixtures // Chem. Ing. Data. 2021. 66. P. 4563–4571.
  14. Janz G.J. Thermodynamic and transport properties for molten salts // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1988. 17.
  15. Galashev A. // Appl. Sci. 2023. 13. 1085. https://doi.org/10.3390/app13021085
  16. Zakiryanov D. // Molecular simulation. 2023. 49. № 8. P. 845–854. https://doi.org/10.1080/08927022.2023.2193656
  17. Frandsen B.A., Nickerson S.D., Clark A.D., Solano A., Baral R., Williams J., Neuefeind J., Memmott M. // J. Nucl. Mat. 2020. 537. 152219. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2020.152219
  18. Zakiryanov D. // Comput. Theor. Chem. 2022. 1210. 113646. https://doi.org/10.1016/j.comptc.2022.113646
  19. Dracopoulos V., Gilbert B., Papatheodorou G.N. // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1998. 94. P. 2601–2604. https://doi.org/10.1039/A802812E
  20. Borresen B., Dracopoulos V., Photiadis G., Gilbertand B., Papatheodorou G.N. // Proceedings of the Electrochemical Society. 1996. 1996-7. P. 11–27. https://doi.org/10.1149/199607.0011
  21. Stefanidaki E., Photiadis G.M., Kontoyannis C.G., Vik A.F., Østvold T. // J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2002. 11. P. 2302–2307. https://doi.org/10.1039/B111563B
  22. Rollet A.L., Rakmatullin A., Bessada C. // Int. J. Thermophys. 2005. 26. P. 1115–1125. https://doi.org/10.1007/s10765-005-6688-6
  23. Zakiryanova I.D., Mushnikov P.N., Nikolaeva E.V., Zaikov Y.P. // Process. 2023. 11. 988. https://doi.org/10.3390/pr11040988

Дополнительные файлы


© Е.В. Николаева, А.Л. Бове, И.Д. Закирьянова, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».