Взаимодействие оксида гадолиния с фторидным расплавом FLiNaK по данным спектроскопии комбинационного рассеяния света

С использованием спектроскопии комбинационного рассеяния света in situ установлен химический механизм взаимодействия оксида гадолиния с расплавленной фторидной смесью FLiNaK — перспективной средой для пирохимической переработки отработавшего уран-гадолиниевого оксидного ядерного топлива. Высокотемпературные спектральные исследования, дополненные результатами рентгенофазового анализа, показали протекание необратимой гетерогенной реакции Gd₂O_3mв + 2LiF_р-р→2GdOF_mв + Li₂O_р-р. Установлено влияние температуры на кинетику и полноту протекания реакции: при повышении температуры процесс взаимодействия протекает быстрее, равновесное содержание оксида Gd₂O₃ уменьшается, а оксифторида GdOF увеличивается. Показано, что продукт реакции (оксифторид гадолиния GdOF) образует ромбоэдрическую R3m кристаллическую модификацию. Установлено отличие реакционной способности оксида Gd₂O₃ по сравнению с оксидом La₂O₃ во фторидном расплаве FLiNaK.

1. Г. Л. Лунин, А. Н. Новиков, В. И. Павлов, А. М. Павловичев, Ю. М. Семченков. Атомная энергия, 102 (2007) 139—145

2. М. К. Кылышканов, Н. Н. Ярошенко, Г. В. Гусакова, А. А. Дорн. Изв. вузов. Сер. Физика, 64 (2021) 57—60, https://doi.org/10.17223/00213411/64/2-2/57

3. А. Е. Карпеева, В. Г. Колосовский, Д. С. Пахомов, А. Е. Скомороха, С. Тимошин. Изв. вузов. Сер. Ядерная энергетика, 3 (2021) 97—104, https://doi.org/10.26583/npe.2021.3.08

4. Е. О. Адамов, Ю. С. Мочалов, В. И. Рачков. Атомная энергия, 130 (2021) 28—34

5. Yu. P. Zaikov, A. P. Khramov, L. E. Ivanovskii. Russ. J. Electrochem., 33 (1997) 1306—1310

6. А. Ю. Шадрин, В. А. Кащеев, К. Н. Двоеглазов. Вопросы атомной науки и техники. Сер. Материаловедение и новые материалы, 87 (2016) 48—60

7. P. A. Kizub, A. I. Blokhin, P. A. Blokhin, E. F. Mitenkova, N. A. Mosunova, V. A. Kovrov, A. V. Shishkin, Yu. P. Zaikov, O. R. Rakhmanova. Nucl. Eng. Technol., 55 (2023) 1097—1104, https://doi.org/10.1016/j.net.2022.11.020

8. B. Laurenty. The LM-LS Experiment: Investigating Corrosion Control in Liquid Fluoride Salts, by Liquid Alkali Metal, Report UCBTH-06-002, University California Berkeley (2006)

9. J. Uhlíř. In: Molten Salt Reactors and Thorium Energy, Ed. T. Dolan, Woodhead Publishing, Cambridge, UK (2017) 209—230, https://doi.org/10.1016/b978-0-08-101126-3.00008-7

10. M. Ambrová, J. Jurišová, V. Danielik, J. Gabčova. J. Thermal Anal. Calorim., 91 (2008) 569—573, https://doi.org/10.1007/s10973-007-8533-6

11. Q. Yang, J. Ge, Y. Wang, J. Zhang. Nucl. Technol., 206 (2020) 1769—1777, https://doi.org/10.1080/00295450.2020.1757976

12. И. Д. Закирьянова, П. Н. Мушников. Журн. прикл. спектр., 92 (2025) 170—177 https://doi.org/10.1007/s10812-025-01904-2

13. I. Zakiryanova, D. Zakiryanov. Chem. Phys., 593 (2025) 112659, https://doi.org/10.1016/j.chem-phys.2025.112659

14. D. Zakiryanov. Comp. Theor. Chem., 1210 (2022) 113646, https://doi.org/10.1016/j.comptc.2022.113646

15. I. D. Zakiryanova, P. N. Mushnikov, E. V. Nikolaeva, Y. P. Zaikov. Processes, 11 (2023) 988, https://doi.org/10.3390/pr11040988

16. И. Д. Закирьянова. Журн. прикл. спектр., 88 (2021) 576—581 https://doi.org/10.1007/s10812-021-01236-x

17. J.-M. Cheon, In-Ho Jung. J. Am. Ceram. Soc. (2025) e20364, https://doi.org/10.1111/jace.20364

18. A. Ubaldini, M. M. Carnasciali. J. Alloys Compd., 454 (2008) 374—378, https://doi.org/10.1016/j.jall-com.2006.12.067

19. Y. Repelin, C. Proust, E. Husson, J. Beny. J. Solid State Chem., 118 (1995) 163—169, https://doi.org/10.1006/jssc.1995.1326

20. J. Cui, G. A. Hope. J. Spectrosc., 2015 (2015) 940172, https://doi.org/10.1155/2015/940172

21. I. D. Zakiryanova, D. O. Zakiryanov. J. Mol. Liquids, 318 (2020) 114054, https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.114054

22. J. Yu, L. Cui, H. He, S. Yan, Y. Hu, H. Wu. J. Rare Earths, 32 (2014) 1—4, https://doi.org/10.1016/S1002-0721(14)60025-9

23. J. Derek, Y. Toshinobu, J. Janz. J. Chem. Eng. Data, 27 (1982) 366—367

24. L Fangfei, J. Zuyao, Z. Qingling, D. Hongli, Z. Ning, Y. Chunhua, G. Dongcai. Opt. Mater., 150 (2024) 115127, https://doi.org/10.1016/j.optmat.2024.115127