Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1959, H. 37 - Bor i kärnenergitekniken, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Bor i
kärnenergitekniken
669.781 : 621.039.53
Elementär bor har blivit av intresse som
material för reglerstavar i kärnreaktorer på grund
av dess stora absorptionstvärsnitt för termiska
neutroner. Av lättillgängliga material har bara
kadmium större tvärsnitt:
Tvärsnitt
barn/atom
Gadolinium ................................................46 000
Samarium ........................................................5 500
Europium ..........................................................4 600
Kadmium ............ ..................................2 550
Dysprosium ....................................................1 100
Bor ....................................................................755
Kadmium och de flesta av de andra nämnda
elementen har emellertid vissa nackdelar som
bor saknar, t.ex. att de ger högenergetisk
y-strål-ning vid neutronabsorption. Naturlig bor
består av 18,8 % 1UB och 81,2 % "B. Den förra
isotopen har stort tvärsnitt men den senare
relativt lågt. Ben bor 10 har större tvärsnitt
än kadmium.
Förekomst och utvinning
Man uppskattar att bor utgör 0,0003 % av
jordskorpan. Den är alltså ett ganska sällsynt
element men förekommer i koncentrerad form
vanligen som borat eller borosilikat. Några av
de viktigaste fyndigheterna i Kalifornien är
kernit (Na2B407 • 4H20), colemanit (Ca2Ba0n •
oFLO) och ul ex it (NaB02 • CABA • 8H.O), och
vulkaniska områden i Italien och på andra
platser ger betydande mängder borsyra.
Det är inte lätt att framställa bor i ren form.
Vid reduktion av en borförening får man
nämligen i allmänhet boren i finfördelad form
blandad med en oxid eller halogenid, och då
bor är mycket reaktiv, särskilt gentemot syre,
är det svårt att isolera den ur blandningen.
Vidare ger många av de vanliga
reduktionsmedlen borider.
Vissa elektrolytiska processer har emellertid
givit ganska goda resultat. Vid dem fälls boren
ut i grovkornig form på katoden, varigenom
den fortsatta bearbetningen underlättas. Genom
elektrolys av en
kaliumklorid-kaliumborofluo-ridsmälta i en grafitdegel (anod) med koppar
eller järn som katod lär man erhålla en
produkt med minst 94 % renhetsgrad. Processen
är delvis termokemisk i det att frigjort kalium
reducerar ut boren.
Genom utfällning av bor ur flyktiga
föreningar på en glödande tråd har man fått en
produkt med mer än 98 % renhetsgrad vid an-
Referat av uppsats av II C Cowen i Nuclear Engineering
Januari 1959.
vändning av bortriklorid och väte som
utgångsmaterial men andra kan också utnyttjas.
Genom utfällning av bor på en hintaltråd ur
väte och bortribromid lär man Ini uppnått
99,9 % renhetsgrad.
Isotopsepare ring
Vid separering av borisotoperna har man
hittills tillämpat fraktionerad destillation av
bor-trifluoridens dimetyl- eller dietyleterkomplex
(Tekn. T. 1957 s. 005; 1959 s. 297) och
lågtem-peraturdestillation av den gasformiga
bortri-fluoriden. Den förra metoden har utnyttjats i
USA, Storbritannien, Frankrike ocli vid AB
Atomenergi, den senare i Storbritannien och
Sovjetunionen.
Vid destillation av bortrifluoridkomplexet tros
ett kemiskt utbyte ske mellan BFS och
komplexet som är dissocierat i gasfasen i
betydande grad. Enligt den amerikanska metoden med
dimetyleterkomplexet destillerar man vid
91 °C och 200 mb i fem fyllkroppskolonner med
500 mm diameter och en med 150 mm
diameter, kopplade i serie till en effektiv
kolonn-höjd av 105 m motsvarande 380 teoretiska
bottnar. Man använder återflödsförhållandet 700:1
och anrikar till högst 95 % bor 10.
Den brittiska anläggningen för destillation av
bortrifluorid består av två seriekopplade
fyllkroppskolonner som körs vid —95° C. Den
första kolonnen ger en till 50 % bor 10
anrikad bottenprodukt som förs in nära den andra
kolonnens topp. Från dennas botten tar man
ut en produkt, anrikad till 95 % bor 10.
Anläggningen kan ge 26,5 kg/år.
Bor anrikad på 10B har hittills huvudsakligen
använts i neutrondetektorer och räknare samt
vid vissa reaktorexperiment. I framtiden
kommer materialet troligen att ersätta naturlig bor
i regleringsstavar och strålskydd.
Egenskaper
Elementär hors fysikaliska egenskaper har inte
kunnat bestämmas noggrant, bl.a. på grund av
svårigheterna att erhålla en ren produkt.
Sålunda anges smältpunkten till 2 000—2 500°C;
kokpunkten har uppskattats till 2 530°C. De
elektriska egenskaperna är mycket osäkra. Ren
bor i massiv form med hög täthet är nästan
okänd utom som produkt vid avsättning ur
gasfas. Boren är då mycket hård och spröd
och kan inte bearbetas.
Bors kemiska reaktivitet beror mycket på den
form i vilken den föreligger och på den metod
enligt vilken den framställts. Finfördelad bor
har liten stabilitet, särskilt om dess renhet inte
är stor. Produkter med 0,3—1,5 u kornstorlek
och 92—96 % renhetsgrad är t.ex.
hygrosko-piska och oxideras långsamt i luft vid
rumstemperatur.
De påverkas emellertid inte nämnvärt av
kokande vatten, vattenlösningar av NaOH, HCl,
HF, Hl eller utspädd svavelsyra. De oxideras
delvis vid rumstemperatur av HNOs, H202,
KMn04 ocli AgN03 och angrips något av het
svavelsyra eller kromsyra i svavelsyra. De lös-
TEKNISK TIDSKRIFT 1959 9 65
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
