火焰脱硝反应器合成三氧化铀(UO3)的理化特性及其在核燃料循环中的关键作用

本文推荐：研究团队创新性采用火焰脱硝反应器（flame denitrification reactor）在440-480°C成功制备核燃料循环关键中间体三氧化铀(UO3)，系统表征其理化性质并验证其适用于下游氢化还原（hydrogenation reduction）和氢氟化（hydro-fluorination）工艺，为高吞吐量铀处理提供经济高效的解决方案。

　　

亮点与结论

结果与讨论

通过热重分析（thermogravimetric analysis, TGA）揭示硝酸铀酰前体的分解机制（图1），其分解过程呈现六阶段特征：0-200°C脱水（质量损失20.9%）、200-267°C脱氧、268-300°C脱硝。当温度升至595°C时，UO₃完全分解。火焰脱硝反应器在440-480°C区间可稳定制备比表面积11-13 m²·g^?1（BET法测定）的核级UO₃，产物适用于后续核工业加工。

结论

本研究突破性地利用火焰脱硝技术实现UO₃的可控制备，其比表面积精准调控为11-13 m²·g^?1。反应温度窗口（440-480°C）的确定不仅优化了工艺效率，更规避了传统流化床反应器（fluidized bed reactor）的核临界风险（criticality risk）与高能耗缺陷，为核燃料循环体系升级提供关键技术支撑。