Химическое сходство циркония и гафния

Ядерная энергетика предъявляет особенно строгие требования к чистоте материалов. Например, хорошим конструкционным материалом для ядерных реакторов служит цирконий. Он характеризуется высокой термостойкостью (температура плавления 1860 °С) и весьма малой способностью захватывать тепловые нейтроны. Однако всегда сопутствующий цирконию химический элемент гафний поглощает тепловые нейтроны в 500 раз интенсивнее. Поэтому даже небольшая примесь гафния в конструкционном материале, состоящем из циркония, резко снижает эффективность работы ядерного реактора. Если раньше для технического использования циркония небольшие примеси гафния не имели значения, то в ядерной энергетике он стал «камнем преткновения». Вследствие этого возникла актуальная задача очистки циркония от примесей гафния, что оказалось для химиков очень сложным делом. Химическое сходство циркония и гафния вытекает из их нахождения в одной подгруппе периодической системы. Из этого следует, что данные элементы являются электронными аналогами. Однако это еще не все. Несмотря на то, что гафний находится в шестом периоде, а цирконий -в пятом, размеры их атомов исключительно близки. Дело в том, что перед гафнием в периодической системе расположены 14 редкоземельных элементов. Явление «лантаноидного сжатия» приводит к тому, что несмотря на добавление одного электронного слоя увеличение размера атома гафния по сравнению с атомом циркония не происходит. Поскольку электронная структура и размеры атомов и ионов циркония и гафния одинаковы, то чрезвычайно близки и их химические свойства. Неспроста эти элементы называют близнецами. Легко догадаться, что высокая очистка циркония от гафния является весьма трудной задачей. Получение ядерного топлива: урана-235, урана-333, плутония-239 -также является сложнейшей химической задачей. Работа энергетических ядерных реакторов требует хотя и редкой, но неминуемой замены и последующей переработки тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ). Переработка облученного ядерного топлива связана с отделением осколочных химических элементов, а также с выделением и очисткой несгоревшего топлива. Далее следует процесс переработки радиоактивных отходов в целевые продукты или перевод их в формы, удобные для длительного хранения. Все это также непростые задачи для химиков. Осуществление синтеза комплексов платины
Закономерность гране-влияния
Ранняя стадия развития химии
Химическое сходство циркония и гафния
Новые отрасли химической индустрии и цветной металлургии
Работы по изучению комплексообразования в растворах
Физические и физико-химические методы исследования