DE1100970B - Verfahren zur Herstellung von Thorium und Uran sowie von binaeren und ternaeren Legierungen des Thoriums, Urans und Zirkoniums mit hohem Reinheitsgrad - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Thorium und Uran mit hohem Reinheitsgrad sowie von binären und ternären Legierungen des Thoriums, Urans und Zirkoniums mit hohem Reinheitsgrad aus diese Metalle enthaltenden Rohstoffen.

Die zunehmende Verwendung von Thorium in Magnesiumlegierungen und die Vorteile des Th-U³³³-Brennstoffzyklus in Kernreaktoren verlangen in einem erhöhten Maße nach einem Verfahren zur Gewinnung von Thorium mit einem hohen Reinheitsgrad. Für Messungen auf dem Gebiete der Kernphysik und für Kernreaktoren wird äußerst reines Uran benötigt.

Es ist zwar bekannt, daß sehr reines Thorium nach dem van-Arkel-de-Boer-Raffinationsverfahren aus dem verunreinigten Metall gewonnen werden kann, aber dieses Verfahren ist für die Anwendung in der industriellen Großproduktion zu unwirtschaftlich und daher weniger geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung von Thorium mit hohem Reinheitsgrad aus einem Rohstoff, der im Vergleich zu dem Rohmetall, das bisher als Ausgangsmaterial für das Raffinationsverfahren genommen wurde, verhältnismäßig billig ist.

Weiter soll durch die Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Gewinnung von Uran mit hohem Reinheitsgrad geschaffen werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können mit Hilfe des verbesserten Verfahrens binäre oder ternäre Legierungen des Thoriums, Urans und Zirkoniums hergestellt werden; hierbei wird von Mischungen der Thorium-, Uran- und Zirkoniumoxyde oder den Karbiden der vorgenannten Metalle ausgegangen.

Auch wird durch die Erfindung ein verbessertes Aufbereitungsverfahren geschaffen, durch das ein bestrahltes Thorium-, Uran- oder Zirkoniumprodukt wieder in seinen ursprünglichen Zustand übergeführt werden kann, so daß es sich zur Weiterverwendung in einem Kernreaktor eignet.

Es wurde nun gefunden, daß Thorium und Uran sowie binäre und ternäre Legierungen des Thoriums, Urans und Zirkoniums mit hohem Reinheitsgrad dadurch erhalten werden können, daß die die Verunreinigungen noch enthaltenden Thorium- oder Uranprodukte bzw. die die Metalle für die genannten Legierungen enthaltenden Rohprodukte zunächst in das Karbid übergeführt werden und hiernach das Karbid mit Jod bei Bedingungen umgesetzt wird, unter denen flüchtiges Jodid entsteht, das anschließend in an sich bekannter Weise in das herzustellende Metall bzw. die herzustellenden Legierungen und freies Jod gespalten wird, wobei das Jod zur Umsetzung mit Karbid nach dem Verfahren wieder verwendet wird.

Verfahren zur Herstellung

von Thorium und Uran sowie von binären und ternären ". Legierungen des Thoriums, Urans und Zirkoniums mit hohem Reinheitsgrad

Anmelder:

Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization, Melbourne (Australien)

Vertreter: Dr. E. Wetzel, Patentanwalt, Nürnberg, Hefnersplatz 3

Beanspruchte Priorität: Australien vom 8. August 1957

Alan Wilson Wylie, Nunawading, Victoria

(Australien),

und David Eric Scaife, London, sind als Erfinder genannt worden

Die Reaktion des Thorium- oder Urankarbids, in deren Verlauf man flüchtiges Jodid erhält, erfolgt in an sich bekannter Weise in einer evakuierten, luftdicht verschlossenen Birne oder einem anderen entsprechenden Behälter, in dem sich ein Heizdraht befindet, auf dem sich das durch die Zerlegung des flüchtigen Jodids gewonnene Metall niederschlägt. Das auf diese Weise frei gemachte Jod wird anschließend wieder mit Karbid zur Reaktion gebracht, so daß ein Verfahrenszyklus erzielt wird, bei dem nur eine begrenzte Menge Jod erforderlich ist.

Falls es sich um Thorium handelt, sollte das Vakuum in der Birne weniger als 10-⁴mmHg, vorzugsweise 10-⁵mmHg, betragen, bevor die Reaktion des Jods mit dem Karbid einsetzt.

Die in der Birne während der Reaktion herrschende Temperatur sollte mindestens etwa 400° C betragen. Die Heizdrahttemperatur sollte zwischen 1100 und 1400° C, vorzugsweise jedoch bei 1330° C liegen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zur Herstellung einer Legierung der genannten Metalle Anwendung finden. Dabei werden dann Rohprodukte verwendet, die beide Metallbestandteile enthalten.

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Weiter ist das Verfahren auch zur Herstellung von Legierungen eines oder beider der vorgenannten Metalle mit Zirkonium geeignet.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nunmehr an _ Hand eines Ausführungsbeispiels für die Gewinnung von Thorium mit hohem Reinheitsgrad näher beschrieben. In diesem Fall wird als Ausgangsmaterial Thoriumoxyd verwendet, das als »Endprodukt« bei bekannten Extraktionsverfahren erhalten wird, wie sie bei der Verarbeitung von Thoriumerzen und -konzentraten angewandt werden. Das auf diese Weise erhaltene Thoriumoxyd wird mit reinem Kohlenstoff geeigneter Form, beispielsweise Graphit oder Zuckerkohle, im Verhältnis von etwa 1 Mol Thoriumoxyd zu 4 Mol Kohlenstoff gemischt. Danach wird ein geeignetes, organisches Bindemittel wie Polyäthylenglykolwachs zugegeben, um ein Zusammenhaften der Bestandteile zu erzielen, die in einer geeigneten Form zu einer kompakten Masse verpreßt werden. Diese kompakten Preßkörper werden dann mindestens 30 Minuten lang in einem als Kohlenstoffrohr bzw. -tiegel ausgebildeten Widerstandsofen oder in einer ähnlichen Vorrichtung auf eine Temperatur von mehr als 2100° C (vorzugsweise 2150° C) erhitzt, und zwar in einer sauerstoff freien Atmosphäre. Zur Auf rechterhaltung der sauerstofffreien Atmosphäre wird Argon oder Wasserstoff oder ein anderes geeignetes Gas während des Erhitzens über die Masse geleitet. Das Bindemittel verbrennt, und nach Durchführung der Reaktion bleibt eine harte und poröse Masse aus Thoriumkarbid (ThC₂) zurück, wobei die Karbidausbeute im allgemeinen bei 97 bis 98°/o liegt.

Während der Karbidbildung werden viele der ursprünglich im Thoriumoxyd enthaltenen Verunreinigungen verflüchtigt und vom Gasstrom mitgenommen. Derartige Verunreinigungen sind Alkalimetalle, sämtliche Erdalkalimetalle, Aluminium, einige Metalle der seltenen Erden (insbesondere Samarium, Europium und Ytterbium), Silizium, Kupfer, Silber, Zink, Kadmium, Indium, Blei, Mangan, Chrom, Eisen, Nickel, Palladium, Phosphor, Schwefel, Tellur und gewisse Nichtmetalle mit Ausnahme von Kohlenstoff. Jene Elemente, die bei der Ofentemperatur stabile oder nichtflüchtige Karbide bilden, oder solche Elemente, die während der Reaktion keine Karbide bilden und nicht verflüchtigt werden, bleiben im Thoriumkarbid zurück.

Man läßt die kompakte Thoriumkarbidmasse in der während der Reaktion zur Anwendung gelangenden Atmosphäre abkühlen, zerkleinert sie anschließend in einer Atmosphäre von trockenem Argon oder Stickstoff und bringt sie dann in eine an sich bekannte Birne, die einen Aufwachsheiz draht besitzt. Da das Karbid leicht mit Wasser reagiert, wird auch das Zerkleinern und Einbringen der Masse in die Birne in einer wasserstofffreien Atmosphäre durchgeführt. Ein Jod enthaltendes Hilfsrohr ist an der Birne angebracht. Aus den genannten Gründen muß die Vorrichtung selbst sowie auch das Jod gründlich getrocknet sein. Sobald sich das Karbid in der Birne befindet, wird letztere sorgfältig evakuiert (10~⁵ mmHg), bis die Vorrichtung und das Karbid entgast sind. Es ist weiterhin vorteilhaft, den Heizdraht durch Erhitzen auf 1400° C durch einen geeigneten starken elektrischen Strom zu entgasen. Es ist vorteilhaft, jedoch nicht unbedingt erforderlich, das Karbid in einem besonderen SiO₂-Gefäß bei 800° C zu entgasen, wenn eine Birne aus Glas Verwendung findet. Das Jod wird am besten durch mehrfache Destillation im Vakamm· in aufeinanderfolgenden : .Vorlagen, die bis auf etwa 30° C abgekühlt sind, getrocknet. Anschließend kann das entgaste Jod und Karbid aus den verschlossenen Behältern dadurch in die Hauptbirne gebracht werden, daß Glastrennwände angewandt werden, die magnetisch durchbrochen werden, sobald das entsprechende Vakuum eingestellt ist. Daraufhin wird das Jod aus seinem Behälter zur Verflüchtigung gebracht. Auf Grund der Entgasung und Trocknung der Vorrichtung und der Materialien

ίο werden Nebenreaktionen vermieden, durch die sich gasförmige Produkte ergeben könnten, welche eine Verunreinigung des am Schluß erhaltenen Metalls bewirken würden; auch wird die Bildung von Thoriumoxyd verhindert, das mit Jod keine Reaktion zeigt, aber mit Thoriumjodid Thoriumoxyjodid bildet, das bei den angewandten Temperaturen flüchtig ist, wodurch die Ausbeute des Verfahrens verringert wird.

Es werden annähernd 1 bis 2 Gewichtsteile Jod auf 20 Gewichtsteile Thoriumkarbid verwendet. Es bildet sich ein Thoriummetallfaden bzw. -draht aus dem Karbid, wie es an sich von der Verwendung von verunreinigtem Thorium als Ausgangssubstanz her bekannt ist. Zu Beginn kann auch Wolframdraht Veras wendung finden, vorzugsweise wird jedoch auch dann Thoriumdraht verwendet. Es kann auch Jod in einer äquivalenten Menge trockenen Thoriumtetrajodids eingeführt werden.

In einer geeigneten Ausführungsform der Birne hängen ein oder mehrere Metallfäden bzw. -drähte in der Mitte der Vorrichtung nach unten, umgeben von einer Anzahl, beispielsweise drei ringförmigen Molybdängittern, die übereinander und in gleichen Abständen von den Fäden angeordnet sind.

Das feinzermahlene Thoriumkarbid wird auf die Gitter gebracht, während unter den Gittern jeweils eine Vorrichtung zum Auffangen des Kohlenstoffes vorgesehen ist, der während der Reaktion aus dem Karbid in Freiheit gebracht wird.

Es hat sich gezeigt, daß eine Temperatur in der Birne von 485° C und des Drahtes von 1330° C günstige Arbeitsbedingungen liefert. Der zum Erhitzen der Drähte benötigte Strom kann entweder durch die Verwendung eines optischen Pyrometers zum Messen der Heizdrahttemperatur gesteuert werden oder, wo ein Pyrometer keine Verwendung finden kann, dadurch, daß die Beziehung EI¹¹³ = konstant eingehalten wird, wobei die Konstante bei 1330° C einen Wert von 0,89/cm besitzt.

In der Birne wird das Karbid mit Jod zur Reaktion gebracht, so daß sich Tetrajodid entsprechend der folgenden Gleichung bildet:

Th C+ 2 J₂ ^ ThJ₄+ 2 C

Das Tetrajodid verflüchtigt sich bei der Temperatur der Birne und wandert in die Nähe des Heizdrahtes, wo es in an sich bekannter Weise zerlegt wird unter Abscheidung von Thorium und Entwicklung von Joddampf, der mit weiterem Karbid zur Reaktion gebracht werden kann, Thorium kann ein Trijodid bilden, das bei der Arbeitstemperatur der Birne nicht flüchtig ist, jedoch bildet sich dieses niedrige Jodid offensichtlich nicht während der Reak-

6g tion des Jods mit dem Thoriumkarbid'.

S ο werden bei dem erSndungsgemäß'en Verfahren die bisher auftretenden Schwierigkeiten bei der Behandlung von Chargen metallischen Thoriums-, Zirkoniums oder Titans ausgeschaltet. Eine Verringerung der Ausbeute des Verfahrens wurde bis zu hoch-

sten Temperaturen nicht festgestellt. Es wurde gefunden, daß mehr als 50% des eingesetzten Materials ausgenutzt werden.

Bei Beendigung der Reaktion wird die Birne auf Zimmertemperatur abgekühlt, bevor der Strom für den Heizdraht abgeschaltet wird. Das auf dem Draht abgeschiedene Thorium hat denselben prächtigen Glanz wie das durch Behandlung von rohem Thorium erhaltene Metall. Das Metall ist weich und duktil und besitzt einen Kohlenstoffgehalt von weniger als 50 · ΙΟ"⁴⁰/»; der Stickstoff- und Sauerstoffgehalt beträgt bei beiden weniger als 20 · 10~⁴ %.

Die Jodidzersetzungsstufe befreit das Thorium von einer weiteren größeren Anzahl an Verunreinigungen, die in der ersten Stufe des Verfahrens, nämlich bei der Karbidbildung noch nicht entfernt wurden. Zu diesen Verunreinigungen gehören die restlichen Metalle der seltenen Erden, Yttrium, Tantal, Niob, Wolfram, Molybdän, Stickstoff und die Elemente aus der Platingruppe. Ferner werden Eisen, Nickel, Kobalt und Siliziumdioxyd entfernt. Die Analyse und theoretische Überlegungen zeigten, daß nur Zirkonium, Hafnium und Uran in nennenswerten Mengen mit dem Thorium abgeschieden werden. Der Anteil dieser

ίο Verunreinigungen hängt von den Arbeitsbedingungen und dem Gehalt der Ausgangsmaterialien an Verunreinigungen ab. In der folgenden Tabelle sind Beispiele angegeben, welche den Umfang der Beseitigung der Verunreinigungen und die Zusammensetzung des Endproduktes demonstrieren sollen.

Entfernung von Verunreinigungen nach dem Karbid-Jodid-Verfahren

Der Gehalt der Verunreinigungen ist in den Ausgangsmaterialien in Prozentsätzen, in den Verfahrensprodukten in 10"⁴⁰A' angegeben.

Verunreinigungen

Anfangsgehalt in°/o Entfernung der Verunreinigungen in %>
Karbidstufe I Jodidstufe I insgesamt

Gehalt in den Verfahrensprodukten in 10-4% Th-Karbid I Th-Metall

Be

C

Cd

Ce

Cr

Eu

Fe

N

Nb

O

P

Sc

Si

Sr

Radiales Spaltprodukt
des Thoriums

0,0571

0,045 0,157 0,24 0,128 0,0835 0,87* 0,0768 13,8
0,41 0,121 0,0531 0,077

Rad. Gleichgewicht ⁺

0,0682 0,0106 0,062

99,7

99,3 <2,0 99,9 99,8 94,0

<1 99,6 99,93

nichts 99,8 97,8

>98,0

47,8

5,0

nichts )
99,9

-)
99,9
10,0
>99,0

99,8
99,9
96,0

(93)

93,0

67,0

>99,7
99,9

> 99,3
99,9
99,9
99,99

>94,0
99,8
99,9
99,99

> 99,93
(93)

>99,8
>97,8

>99,0

>47,8

>5,0

67,0

9,38 3

1540

768 500

2,8 (1210)

(1) 17

366 101 620

—*) <50

—*) <0,64

<0,6

0,03 <48 17

<O,38 «20

—*) <90

—*>

—*)

200

+ Ra, Ac, Pb, Bi, Tl usw. bestimmt durch die gesamte Beta- und Gammastrahlung.

* Liegt nicht vor, wenn das Karbid nicht in einer Stickstoffatmosphäre hergestellt wird. Bei dem Beispiel nach der Tabelle wurde Stickstoff absichtlich als Nitrid oder Karbonitrid in einer Menge von 0,87% zugesetzt. —) Wurde nicht bestimmt. *) Ist sehr gering und beträgt wahrscheinlich weniger als ein Hundertstel des Gehalts im Karbid.

Da die Verunreinigungen, die bei dem erfindungsgemäßen Karbid-Jodid-Prozeß nicht entfernt werden, normalerweise, mit Ausnahme des Urans, während der üblichen chemischen Behandlung der Thoriumerze vor der Bereitung des Karbids beseitigt werden, können ohne weiteres Metalle von außergewöhnlicher Qualität nach dem Verfahren der Erfindung erhalten werden. Darüber hinaus besitzen diese Metalle eine Beschaffenheit, die es zuläßt, daß die Metalle unmittelbar im Lichtbogenverfahren in Blöcke umgeschmolzen oder sofort für die Herstellung von Legierungen verwendet werden können.

Das gemäß der Erfindung erhaltene Metall kann auch für die Herstellung anderer, Thorium von hohem Reinheitsgrad enthaltender Materialien, beispielsweise Thoriumoxyd- oder -karbid, die eine für die Verwendung in Kernreaktionen geeignete Form besitzen, eingesetzt werden.

Das Verfahren gemäß der Erfindung läßt sich auch in anderen Ausführungsformen durchführen, z. B. im Zusammenhang mit der Aufbereitung des Thoriumoder Uranmetalls, der Thorium-Urän-Legierungen oder der Zirkonium enthaltenden Legierungen, die im Kernreaktor der Einwirkung von Neutronenstrahlen ausgesetzt gewesen sind. Es ist das Ziel einer solchen Aufbereitung, die unerwünschten radioaktiven Spaltprodukte mit hohem Neutroneneinfangvermögen, wie die Metalle der seltenen Erden (insbesondere Neodym, Samarium, Europium und Gadolinium), Strontium, Niob, Ruthenium, Cäsium, Rhodium usw., zu entfernen. Es ist auch von Wichtigkeit, daß bei einem Kernspaltungsmetall der Gehalt an Lithium, Cadmium und Bor herabgesetzt wird.

Nachstehend sind einige Aufbereitungsfaktoren, die durch Anwendung des erfindungsgemäßen Karbid-Jodid-Verfahrens erhalten werden, angegeben. Die

Claims (8)

Ergebnisse beziehen sich auf ein Thoriumoxyd, das zu Beginn etwa 400 bis 1600 · lO~4o/o an Verunreinigungen, bezogen auf die freien Elemente, enthält. In jedem Beispiel belief sich die Ausnutzung des eingesetzten Materials auf 5O°/o. Sämtliche Zahlen stellen Minimal werte dar, mit Ausnahme derjenigen für Uran und Zirkon. Diejenigen Werte, die mit einem * gekennzeichnet sind, wurden experimentell bestimmt: Die anderen Werte wurden errechnet durch einen Vergleich des thermodynamischen Verhaltens der Elemente, für die ein Faktor gesucht wurde, und derjenigen, die bekannte Faktoren besitzen, wobei gleiche Bedingungen vorausgesetzt werden. CsSrCdAgSmEu*Ce*NdYZrNb*MoRuRhU*10510410*10*10*5 · 10*6-1036-1O3102Ibis 102-1O3103ΙΟ31033 Die in der Karbidstufe erzielbare Aufbereitung wurde im einzelnen experimentell untersucht. Dabei ergaben sich Aufbereitungsfaktoren für die »flüchtigen« Elemente von annähernd 40 bis 1000. Die höchsten Aufbereitungsfaktoren bei dem gesamten Verfahren wurden dann erhalten, wenn sich die Aufbereitung sowohl in der Verfahrensstufe der Karbidbildung als auch in derjenigen des Jodidzerfalls vollzog. Die Zusammenfassung dieser Stufen führt zu einer sehr viel besseren Aufbereitung als die meisten im allgemeinen zur Anwendung kommenden pyrometallurgischen Aufbereitungsverfahren. Bei der Anwendung des Verfahrens zur Reinigung bestrahlten Thoriummetalls kann es unter gewissen Umständen vorteilhaft sein, das bestrahlte Metall zur Überführung in das Karbid mit genügend Kohlenstoff zu erhitzen, wobei die Temperatur des Karbids schließlich auf 2150° C gesteigert wird. Das teilweise aufbereitete Karbid kann dann der weiteren Aufbereitung im Rahmen der Karbid-Jodid-Behandlung unterworfen werden, wie es vorstehend beschrieben wurde. Für den Fall, daß eine Thoriumverbindung, beispielsweise Thoriumoxyd, -karbid oder -fluorid, in dem Kernreaktor an Stelle des Thoriummetalls verwendet wurde, kann das erfindungsgemäße Verfahren ohne weiteres für die Beseitigung der Verunreinigungen aus den bestrahlten Verbindungen angewendet werden. Zum Beispiel kann, um aus dem bestrahlten Thoriumkarbid Cadmium, Cäsium, Lithium, Samarium, Europium, Silber und andere unerwünschte Elemente mit einem hohen Absorptionsvermögen für thermische Neutronen zu entfernen, das Karbid vor der Wiederverwendung oder weiteren Aufbereitung nach dem erfmdungsgemäßen Karbid-Jodid-Verfahren einfach auf 2150° C erhitzt werden. Das nach dem Karbid-Jodid-Verfahren aufbereitete Thoriummetall ,50 kann durch Erhitzen mit einer geeigneten Menge an Kohlenstoff bei einer Temperatur von nicht unterhalb 1000° C wieder in Thoriumkarbid übergeführt werden. Handelt es sich bei dem bestrahlten Material um Thoriumoxyd, so kann das aufbereitete Metall direkt im Wege der kontrollierten Oxydation in das Oxyd übergeführt werden. Es ist bekannt, daß Thoriumoxyd, das während einer gewissen Zeit bei hohen Temperaturen als Brennstoff in einem Kernreaktor verwendet wurde, sehr beständig sein kann, so daß es schwierig ist, das Oxyd in Säure aufzulösen, wobei letzteres eine Vorstufe der in gewissen Fällen häufig angewendeten »nassen« Aufbereitungsmaßnahmen darstellt. Diese Schwierigkeit wird gemäß der Erfindung dadurch überwunden, daß das beständige Oxyd durch Erhitzen mit genügend Kohlenstoff zu Thoriumkarbid umgesetzt und anschließend das Karbid in Übereinstimmung mit dem vorbeschriebenen Karbid-Jod-Verfahren behandelt wird. Das so erhaltene aufbereitete Metall kann zur weiteren Verwendung wieder in das Oxyd durch eine kontrollierte Oxydation übergeführt werden. In Abänderung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein verunreinigtes Ausgangsmaterial, z. B. Thorramoxyd, mit Kohlenstoff und einem Bindemittel zu Tabletten verpreßt und in dieser Form zur Reaktion gebracht. Die so erhaltenen Karbidtabletten sind genügend reaktionsfreudig, um in der mit dem Aufwachsheizdraht versehenen Birne verwendet zu werden. Die Tabletten zerbrechen hierbei nicht. Darüber hinaus sind die unversehrten Tabletten verhältnismäßig reaktionsträge gegenüber Wasserdampf, so daß keine besonderen Vorkehrungen, getroffen werden müssen, um die Tabletten nach, der Abkühlung aus dem Ofen in die Reaktionsbirne.zu bringen. Da Uran Karbide bildet, die in chemischer und struktureller Hinsicht denen des Thoriums ähnlich sind, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch für die Herstellung von Uran mit hohem. Reinheitsgrad eingesetzt werden. Die Arbeitsweise entspricht hierbei derjenigen, wie sie im Zusammenhang mit der Herstellung der Thoriumprodukte beschrieben wurde. Mit geringen Abänderungen ist das Karbid-Jodid-Verfahren auch bei Mischungen aus Uran-Thorium-Verbindungen, wie Oxyden oder Karbiden, sowie bei Legierungen aus Uran und Thorium und verschiedenen zirkoniumhaltigen Legierungen des Thoriums oder Urans anwendbar. Die vorstehende Tabelle zeigt, wie das erfindungsgemäße Verfahren für die Herstellung von Thorium-Uran-Legierungen eingesetzt werden kann. Da der. Urangehalt in der Endlegierung etwa ein Drittel von dem des Ausgangsmaterials beträgt, muß die Zusammensetzung des Ausgangsmaterials entsprechend eingestellt werden. So können Thorium-Uran-Legierungen, die bis etwa 1% Uran enthalten, ohne weiteres bei Anwendung der Erfindung erhalten werden. Es ist auch ohne weiteres möglich, ternäre Legierungen des Thoriums, Urans und Zirkoniums gemäß dem Verfahren nach der Erfindung herzustellen. •PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von Thorium und Uran sowie von binären und ternären Legierungen des Thoriums, Urans und Zirkoniums mit hohem Reinheitsgrad, dadurch gekennzeichnet, daß die die Verunreinigungen noch enthaltenden Thoriumoder Uranprodukte bzw. die die Metalle für die genannten Legierungen enthaltenden Rohprodukte zunächst in das Karbid übergeführt werden und hiernach das Karbid mit Jod bei Bedingungen umgesetzt wird, unter denen flüchtiges Jodid entsteht, das anschließend in an sich bekannter Weise in das herzustellende Metall bzw. die herzustellenden

Legierungen und freies Jod gespalten wird, wobei das Jod zur Umsetzung mit Karbid nach dem Verfahren wieder verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion des Karbids mit dem Jod in einem Reaktionsgefäß durchgeführt wird, das vorher auf ein Vakuum von weniger als 1O^-4 mm Hg gebracht wurde und in dem ein Heizdraht angeordnet ist, auf dem sich das bei der Zersetzung des entstandenen Jodids frei werdende Metall niederschlägt.

3. Verfahren zur Herstellung von metallischem Thorium gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Reaktion die Temperaturen im Reaktionsgefäß mindestens 400° C, vorzugsweise etwa 485° C, und die Temperatur des Heizfadens 1100 bis 1400° C, insbesondere etwa 1330° C, beträgt.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß vor Beginn der Karbid-Jodid-Reaktion die Birne evakuiert und der Heizdraht so lange erhitzt wird, bis sowohl der Behälter als auch das Karbid entgast sind.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Jod als trockenes Thoriumtetrajodid in die Birne eingeführt wird.

6. Verfahren zur Erzeugung einer Thoriumverbindung mit hohem Reinheitsgrad, dadurch gekennzeichnet, daß ein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche erhaltenes metallisches Thorium zu der betreffenden Verbindung umgesetzt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Gmelins Handbuch der Anorganischen Chemie,

8. Auflage, Band Thorium, 1955, S. 298;

Zeitschrift »Metallwirtschaft«, 13 (1934), S. 405

bis 408.

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