六フッ化ウラン

六フッ化ウラン（ヘキサフッ化ウランとも呼ばれる）は、化学式U F ₆で表される無機化合物である。六フッ化ウランは揮発性の白色固体で、原子炉や核兵器用のウラン濃縮に使用される。^{[ 4 ]}

二酸化ウランはフッ化水素酸（HF）によって四フッ化ウランに変換される：^{[ 4 ]}

UO₂ + ₄ HF → UF₄ ₊ 2 _H₂O

得られたUF4_は、フッ素で酸化されて六フッ化物となる。

UF ₄ + F ₂ → UF ₆

三酸化ウラン、フッ化ウラニルで汚染されたサンプルでは、​​HF処理の段階でオキシフッ化物化合物が生成されます。

UO ₃ + 2 HF → UO ₂ F ₂ + H ₂ O

これはフッ素化することで、同じ生成物である六フッ化ウランを生成することができる。

UO ₂ F ₂ + 2 F ₂ → UF ₆ + O ₂

上記の2つの反応におけるフッ素化段階は、いずれも非常に発熱性が高い。

ウランの最も揮発性の高い化合物の1つである六フッ化ウランは、比較的処理が容易であり、気体拡散法とガス遠心分離法という2つの主要なウラン濃縮法の両方で使用されています。UF ₆の三重点は 64 °C (147 °F; 337 K) および 152 kPa (22 psi; 1.5 atm) ^{[ 13 ]}であり、周囲環境に近いため、わずかな熱力学的仕事で相転移を実現できます。  

フッ素には天然に存在する安定同位体が1つしかないため、UF ₆の同位体異性体は、存在するウラン同位体のみに基づいて分子量が異なります。^{[ 14 ]}この違いが、濃縮における同位体の物理的分離の基礎となっています。

他のすべてのウランフッ化物は、配位高分子である不揮発性固体である。

UF ₆ ("hex")の²³⁸ U同位体から「U 質量」への変換係数は 0.676 です。 ^{[ 15 ]}

気体拡散法は、ガス遠心分離法に比べて約60倍のエネルギーを必要とする。気体拡散法で製造された核燃料は、拡散法で使用されるエネルギーの25倍のエネルギーを生成する一方、遠心分離法で製造された核燃料は、遠心分離法で使用されるエネルギーの1,500倍のエネルギーを生成する。

ウラン六フッ化物は、濃縮用途に加えて、チェコ共和国で開発された高度な再処理法（フッ化物揮発法）にも使用されています。このプロセスでは、使用済み核燃料をフッ素ガスで処理し、酸化物または元素金属をフッ化物の混合物に変換します。この混合物を蒸留して、異なる種類の物質を分離します。一部の核分裂生成物は非揮発性のフッ化物を形成し、固体として残ります。この固体は、核廃棄物として貯蔵するための準備を行うか、溶媒和法または電気化学的方法によってさらに処理することができます。

ウラン濃縮では、廃棄物として大量の劣化ウラン六フッ化物（D UF ₆または D- UF ₆ ）が生成されます。D- UF ₆の長期保管は、化学的に不安定なため、環境、健康、および安全上のリスクをもたらします。UF _{6 が}湿った空気にさらされると、空気中の水と反応してUO ₂ F ₂（フッ化ウラニル）と HF（フッ化水素）を生成します。これらはどちらも腐食性が高く、毒性があります。2005 年、約 686,000 トンの D- UF ₆が、オハイオ州ポーツマス、テネシー州オークリッジ、ケンタッキー州パデューカ近郊にある 57,122 個の貯蔵シリンダーに保管されていました。 ^{[ 16 ] [ 17 ]}貯蔵シリンダーは、腐食や漏洩の兆候がないか定期的に検査する必要があります。鋼製シリンダーの推定寿命は、数十年単位で測定されます。^{[ 18 ]}

米国では六フッ化ウランに関連する事故がいくつか発生しており、1986年にはセコイヤ燃料会社でシリンダー充填事故と物質漏洩が発生し、推定29,500ポンドのガス状UF6_が漏洩した。^{[ 19 ] [ 20 ]} 米国政府はD UF6_を固体の酸化ウランに変換して処分している。^{[ 21 ]} D UF6備蓄全体を処分するには、_1,500万ドルから4億5,000万ドルの費用がかかる可能性がある。^{[ 22 ]}

• 濃縮ウラン
• 六フッ化ウラン酸塩

• サイモン・コットン（英国ラトランド州アッピンガム・スクール）：六フッ化ウラン。
• 六フッ化ウラン（UF₆ _） – UF₆の物理的および化学的性質_、およびウラン処理におけるその利用 – 六フッ化ウランとその性質
• WebElementsの六フッ化ウラン
• 西側諸国からの劣化ウラン六フッ化物（ウラン残渣）のロシアへの輸入[リンク切れ 2017年6月30日]