아메스 공정

Ames process

아메스 과정은 순수 우라늄 금속을 얻는 과정이다. 할리드 우라늄(일반적으로 테트라플루오라이드 우라늄) 중 어느 것이든 마그네슘 금속 분말이나 알루미늄 금속 분말과 혼합하면 달성할 수 있다.

역사

아메스 과정은 1942년 8월 3일 아메스 연구소에서 프랭크 스페딩할리 빌헬름에 의해 맨해튼 프로젝트의 일환으로 사용되었다.[1] 독일의 화학자 한스 골드슈미트가 1895년 특허를 획득한 보온성 정화의 일종이다.[2] 아메스 공정의 발전은 대량 우라늄 금속 생산에 대한 연구가 증가하던 시기에 이루어졌다. 생산량 증대에 대한 열망은 나치 독일이 연합국보다 먼저 핵무기를 개발할 수 있다는 두려움이 동기부여를 했다. 이 과정은 원래 분말 우라늄 테트라플루오라이드와 분말 마그네슘을 함께 혼합하는 과정이었습니다. 이 혼합물은 한쪽에 용접되어 닫히고 다른 면에 덮인 철 파이프 안에 놓였다. 스페딩의 폭탄이라고 불리는 이 컨테이너는 용광로에 넣어졌다.[Note 1] 1,500 °C(2,730 °F)의 온도로 가열하면 용기의 내용물이 격렬하게 반응하여 35그램의 순수 우라늄 금속이 남는다. 1942년 10월까지 "Ames Project"는 주당 45kg의 비율로 금속을 생산하고 있었다. 테트라플루오르화 우라늄과 마그네슘은 여전히 "폭탄"이라고 불리는 내화성 원자로 용기에 밀봉되었다. 테르마이트 반응은 조립체를 600 °C(1,112 °F)까지 가열하여 시작되었으며 슬래그와 금속의 밀도 차이가 커서 슬래그 없는 금속을 만들어 액체 상태에서 완전히 분리할 수 있었다.[3] 1943년 7월까지 생산량은 월 13만 파운드(5만9000kg)의 우라늄 금속을 넘어섰다. 약 1000톤의 우라늄 주괴가 아메스에서 생산되었고 그 과정이 산업으로 이전되었다.[4]

아메스 프로젝트는 1945년 10월 12일 육군-해군 "E" 생산 우수상을 수상했으며, 이는 중요한 전쟁 물질로서 금속 우라늄의 산업 생산에 2.5년 동안의 우수성을 의미한다. 아이오와 주립대학은 교육기관들 사이에서 유일하게 이 상을 수상했는데, 이 상은 보통 산업계에 주어지는 영광이다.[citation needed]

희토류 금속의 아메스 공정

무수 희토류 불소가 희토류 금속으로 감소하는 것을 아메스 과정이라고도 한다.[5]

희토류에 대한 연구도 제2차 세계 대전 동안 진전되었다. 합성 플루토늄은 희토류라고 믿어졌다. 희토류에 대한 지식이 초우라늄 원소의 계획과 연구에 도움이 될 것으로 가정되었다. 활화체 처리를 위해 개발된 이온 교환 방법은 희토류 산화물 처리 방법의 선구자였다. 우라늄에 사용된 방법들은 플루토늄에 대해 수정되었고, 이것은 이후 희토류 금속 제제의 기초가 되었다.[6]

참조

  1. ^ Frank H. Spedding, Halley A. 빌헬름, 그리고 웨인 H. 켈러, "우라늄 생산" 미국 특허 번호 2,830,894 (Filed: 1947년 11월 7일, 발행: 1958년 4월 15일)
  2. ^ H. Goldschmidt, "Verfahren jur Herstellung von Metaloiden oder Metaloiden oder Legierungen derelben"(동일한 금속이나 금속 또는 합금 생산 과정), 도이체 라이히스 특허 제96317호(1895년 3월 13일)이다.
  3. ^ 1956년 10월 11일 토륨에 관한 회의의 진행, Metal Thorium, 1958년 H. Wilhem 편집자.
  4. ^ 1972–1973년 Ames Laboratory Highlights, Ames Laboratory, Ames Laboratory, IA, ERDA 0575.
  5. ^ Huffine, C.; Williams, J. (1959-11-01). Refining and purification of rare-earth metals (Report). pp. AECU––4426, 4213369. doi:10.2172/4213369. Retrieved 2022-01-06.
  6. ^ A. H. Danne, 8장: 희토류 금속, 희토류, F. H. Spedding & A. Dane (ed), John Wiley & Sons, Inc. 1961.

메모들

  1. ^ 실험실 전문용어에서는 강철 오토클라브와 가스 실린더와 같은 압력 용기를 흔히 "폭탄"이라고 부른다.

외부 링크