Химические реакции и фазовые равновесия в расплавах солей щелочных, редкоземельных и радиоактивных металлов

Объект исследования - загущенные карбонаты щелочных металлов. Цель исследования - изучить структурные и физико-химические свойства карбонатных электролитов, загущенных Al₂O₃, чтобы оценить возможность использования его в качестве наполнителя (матрицы). Методом синхронного термического анализа определены температуры ликвидуса, калорические эффекты при фазовых переходах в гетерофазных системах нанодисперсный оксид алюминия α-и γ- модификаций - расплав тройной карбонатной системы Li₂CO₃-Na₂CO₃-K₂CO₃, теплоемкость загущенного α-Al₂O₃ карбонатного расплава. Проводился термический анализ загущенных смесей, рентгенофазовый анализ и РФА застывшего плава. Показано, что α-Al₂O₃, в отличие от γ-Al₂O₃, не вступает в химическое взаимодействие с расплавами карбонатной эвтектики (Li₂CO₃-Na₂CO₃-K₂CO₃)эвт и может быть использован в топливном элементе. Измерены удельная электропроводность и теплопроводность гетерофазных смесей карбонатов и Al₂O₃. Методами эллипсометрии и ИК-спектроскопии изучено поведение аниона СО⁻₃₂ в присутствии мелкодисперсного инертного наполнителя α-Al₂O₃. Получены прямые сведения о различной реакционной способности α-Al₂O₃ и -Al₂O₃ в среде расплавленных карбонатов щелочных металлов. Исследованы солевые композиции KCl+HfCl₄ и смеси состава MCl - SmCl₃ (M = щелочные металлы). Цель исследования - измерение электропроводности высокотемпературных солевых композиций различного состава. Исследованы лантан, уран и их сплавы в кадмии. Цель исследования - изучение электрохимических и физико-химических характеристик лантана, урана и их сплавов в кадмии с дальнейшим применением в переработке отработанного ядреного топлива (ОЯТ). Электрохимические измерения проводили в гальванических ячейках с помощью потенциостата-гальваностата AUTOLAB PGSTAT 302N. Измерены условные стандартные электродные потенциалы лантана и урана и их сплавов в кадмии. Рассчитаны основные термодинамические характеристики урана и лантана в жидком кадмии и их коэффициенты разделения при разных температурах. Установлено, что увеличение температуры, плотности тока и продолжительности электролиза приводит к образованию твердой металлической пленки урана на поверхности жидкого кадмия из-за кинетических затруднений и малой растворимости U в Cd и, как следствие этого, к смене механизма электроосаждения. Полученные результаты показали, что рассмотренная система может быть использована для пироэлектрохимического способа переработки ОЯТ. Создана трехмерная модель (в пакете COMPAS 3D) экспериментального образца электролизера для переработки нитридного ОЯТ с жидкометаллическими кадмиевыми электродами, и сделан расчет количества выделяющегося газообразного азота в зависимости от плотности тока в расчете на одну таблетку нитридного ОЯТ. Исследован NdF₃ в эвтектическом расплаве фторидов лития и кальция. Цель исследования - изучить растворимость NdF₃ в эвтектическом расплаве фторидов лития и кальция. Растворимость трифторида неодима в расплаве LiF-CaF₂ превышает 27 мол.% (67 масс.%) при температуре 830°С.Изучен процесс электролиза расплав (NaCl-KCl)экв - UO₂Cl₂ с добавками ThCl₄. Получены однофазные кубические катодные осадки UO₂ - ThO₂, содержащие до 50 мол. % ThO₂. Проведено исследование адиабатической сжимаемости и Гальвани-потенциала расслаивающихся смесей AgBr-LiCl. Установлено, что коэффициенты температурных зависимостей сжимаемости и плотности верхней и нижней фаз имеют противоположные знаки из-за суперпозиции интенсивности теплового движения ионов и изменения состава фаз. Разработан метод для изучения потенциала Гальвани между двумя сосуществующими равновесными фазами расплавленной системы 0,5AgBr + 0,5LiCl. В методе измеряется электродвижущая сила (ЭДС) ячейки.