一种在高温环境下利用金属钋、铍和锂制备氚化锂的设备
一种在高温环境下利用金属钋、铍和锂制备氚化锂的设备
技术领域
[0001] 随着我国国民经济的不断发展，综合国力的显著增强，核工业生产对氚化锂的需求日益剧增。
背景技术
[0002] 目前，常规氚化锂是通过高速中子轰击金属锂得到的，下面介绍一种在高温环境下利用金属钋、铍和锂制备氚化锂的设备。
[0003] 在高温环境下利用金属钋、铍和锂制备氚化锂的设备是一种制备氚化锂试剂的化学反应的加热设备。
发明内容
[0004] 该设备可以成功的制备高纯度的氚化锂试剂，制成的氚化锂试剂的纯度可以高达50%。
使用该设备制备氚化锂，第一步是制备氟锑酸溶液。具体步骤是，先将1000ml氢氟酸溶液，1000ml五氟化锑溶液，倒入5L的石墨坩埚中，氢氟酸溶液和五氟化锑溶液的物质的量的比是1:1，混合后的溶液就是氟锑酸溶液。如图1所示，石墨坩埚被架子固定在实验架上被瓦斯喷灯加热。
第二步是制备氟锑酸钋溶液。具体步骤是，先用1000g的金属钋粉末放入5L的石墨坩埚A中，在向其中滴加浓度为80%的氟锑酸溶液1000ml，不断用酒精喷灯加热不断用石墨棒搅拌。加热温度控制在300摄氏度左右。注意金属钋具有放射性，所以实验人员要注意穿好防护服。钋和氟锑酸产生反应可以生成氟锑酸钋和水。当反应完全后，石墨坩埚中不再产生任何气泡，此时剩余溶液即氟锑酸钋溶液。如图1所示，瓦斯喷灯加热隔热棉上面的石墨坩埚。
第三步是制备氧化铍试剂，具体步骤是，将1000ml金属铍放入5L的石墨坩埚B中，然后把石墨坩埚B放入到氧气罐中，然后用瓦斯喷灯点燃氧气罐中的金属铍，金属铍和氧气发生反应生成氧化铍，当铍完全在氧气中燃烧后，剩余在石墨坩埚B中的粉末即是氧化铍。然后将1000ml氟锑酸溶液加入到石墨坩埚B中，氧化铍和氟锑酸反应生成氟锑酸铍和水。此时，石墨坩埚B中的溶液为氟锑酸铍溶液。
第四步是制备氢氧化锂溶液，具体步骤是，将1000ml蒸馏水放入5L的烧杯中，将100g金属锂研磨成粉末，再逐渐加入到1000g蒸馏水中。注意此时蒸馏水和金属锂反应非常剧烈，释放大量的热量，要在反应的同时不断用玻璃棒搅拌蒸馏水，以便反应顺利的进行。此时，金属锂和蒸馏水发生反应生成氢氧化锂溶液。等待两者完全反应，剩余溶液B即为氢氧化锂溶液。
第五步是制备氚化锂试剂。具体步骤是，取氟锑酸钋溶液500ml放入5L石墨坩埚中C中，再向这个石墨坩埚中放入氟锑酸铍溶液500ml，用石墨棒搅拌让氟锑酸钋溶液和氟锑酸铍溶液完全混合，然后向这个石墨坩埚中C用碱式滴定管滴加氢氧化锂溶液1000ml，不断滴加不断用石墨棒搅拌，同时用瓦斯喷灯加热至1000摄氏度左右。它们反应生成氟锑酸锂、氢氧化铍和氢氧化钋，同时有大量氚化锂产生，少量氚气产生。收集石墨坩埚底部的氚化锂，就可以得到氚化锂试剂。这是因为钋原子，铍原子在反应中发生加速衰变，产生发射性，产生中子，使氢原子得到中子，变成氚原子，进而生成氚化锂原子。
反应原理，由于氟锑酸钋和氢氧化锂反应生成氢氧化钋和氢化锂，这个反应是强碱反应，反应比较剧烈，会释放大量中子，这就使反应生成少量的氚化锂。
反应原理，由于氢氧化铍和氢氧化锂反应生成氢氧化铍和氢化锂，这个反应是强碱反应，反应比较剧烈，会释放大量中子，这就使反应生成少量的氚化锂。