Nitrure de plutonium

Le nitrure de plutonium est un composé chimique de formule PuN. C'est un solide gris cristallisé selon une structure de type sel gemme.

Identification
Nitrure de plutonium

__ Pu³⁺ __ N³⁻ Structure du nitrure de plutonium
Nom UICPA	Nitrure de plutonium
Synonymes	Nitrure de plutonium(III)
N^o CAS	12033-54-4[1]
Apparence	Solide cristallin gris
Propriétés chimiques
Formule	N PuPuN
Masse molaire[2]	258 g/mol N 5,43 %, Pu 94,6 %,
Propriétés physiques
T° fusion	2 550 °C[1]
Solubilité	insoluble
Masse volumique	14 400 kg·m^-3[1]
Cristallographie
Système cristallin	Cubique
Structure type	Halite
Précautions
Composé radioactif

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Intérêt des nitrures d'actinides par rapport aux oxydes

Les nitrures d'actinides (notamment d'uranium, de plutonium, voire d'américium) présentent certains avantages sur les oxydes en tant que combustibles nucléaires, notamment une densité d'atomes fissiles plus élevée et une meilleure conductivité thermique, et peuvent être recyclés par traitement pyrochimique[3]. Le CEA a investigué, dans les années 1970 et 1980, les procédés industriels permettant de produire des nitrures d'actinides par réduction carbothermique d'oxydes sous atmosphère d'azote puis décomposition des nitrures d'ordre supérieur.

Les nitrures d'uranium et de plutonium sont notamment étudiés par la NASA pour leurs applications spatiales.

Inconvénients des nitrures

Les nitrures d'actinides présentent néanmoins comme difficulté de générer, lorsqu'ils sont soumis aux radiations résultant des réactions nucléaires, du carbone 14 à partir de l'azote constituant le nitrure, dans la mesure où l'azote naturel est constitué à 99,634 % de l'isotope ¹⁴N, qui donne précisément du ¹⁴C dans ces conditions. La solution consisterait à n'incorporer que l'isotope ¹⁵N dans le nitrure, mais cela accroîtrait le coût de revient du nitrure de plutonium de façon rédhibitoire.

Pour cette raison, la technologie nucléaire reposant sur les nitrures d'actinides fissiles n'a pas encore atteint la maturité.

Références

http://www.webelements.com/compounds/plutonium/plutonium_nitride.html
Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
Trends in the nuclear fuel cycle: economic, environmental and social aspects – Nuclear development, pages 91 à 93, par l'Agence de l'énergie nucléaire de l'OCDE – OECD Publishing, 2001 – (ISBN 9264196641), 9789264196643.

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[Webelements-1] ttp://www.webelements.com/compounds/plutonium/plutonium_nitride.html

[2] Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.

[3] Trends in the nuclear fuel cycle: economic, environmental and social aspects – Nuclear development, pages 91 à 93, par l'Agence de l'énergie nucléaire de l'OCDE – OECD Publishing, 2001 – (ISBN 9264196641), 9789264196643.