» » Области применения чистых лития, натрия и калия
22.09.2015

Благодаря сочетанию ряда физических и химических свойств чистый литий за последнее время приобретает большое значение в ядерной технике. Важнейшая область применения лития — производство тяжелого изотопа водорода — трития, используемого для получения ядерной энергии.

Тритий получается в результате бомбардировки изотопа 3Li6 медленными нейтронами:

3Li6(n, γ) → 1H3 + 2He4.


Изотоп 3Li6 используют также для получения Li6H, нашедшего применение как экранирующее средство для задержки быстрых нейтронов.

В настоящее время литий расценивается как возможный источник ядерной реакции, так как он доступнее и дешевле урана. Проводятся исследования по созданию реакторов на основе контролируемых термоядерных реакций с использованием соединений лития 3Li6. Чистый литий используют также в качестве теплоносителя для отвода тепла из активной зоны. Использование лития как теплоносителя основано на том, что он имеет малую плотность и малые размеры атома, а поэтому большую объемную теплоемкость.

Изотоп 3Li7, имеющий сечение захвата тепловых нейтронов 0,033 барна, по своим ядерным и теплофизическим свойствам является теплоносителем. Так, например, при 500° С его качество как теплоносителя в 4 раза выше, чем натрия, что объясняется его большой удельной теплоемкостью и большим значением скрытой теплоты испарения. Природный же литий имеет большое сечение захвата тепловых нейтронов, равное 67 барн, и в качестве теплоносителя не пригоден.

Гидрид лития приобретает значение в производстве ракетного топлива.

Исследования показывают, что чем чище литий, тем в меньшей степени взаимодействует он с материалами контейнеров (сталями, жаропрочными сплавами). Особенно важно очистить литий от примесей азота, углерода и кислорода.

Чистый натрий и его сплавы с калием также применяют в качестве теплопередающих сред, так как они обладают наибольшими по сравнению с другими известными средами коэффициентами теплопередачи [теплопроводность натрия равна 0,87 кал/(см2*сек*град)] и большой устойчивостью: не полимеризуются, не поглощают углерод.

Натрий плавится при 98° С, а кипит при 890° С, поэтому им можно поглотить много тепла без перехода его в парообразное состояние. Вероятный температурный интервал использования натрия как теплоносителя равен 120—815° С.

Такие свойства натрия, как достаточное малое сечение поглощения тепловых нейтронов и инертность по отношению к обычным металлам при высоких температурах, делают его весьма пригодным для использования в качестве теплоносителя в ядерных установках.

В связи с широким применением натрия в качестве восстановителя при производстве титана, циркония, ниобия и других металлов возрастает потребность в натрии высокой чистоты, который применяют также в качестве легирующей добавки для создания p-типа проводимости, например в теллуриде свинца.