Процесс Эймса — это процесс, с помощью которого получают чистый металлический уран . [1] Его можно получить путем смешивания любого из галогенидов урана (обычно тетрафторида урана ) с порошком металлического магния или порошком металлического алюминия .
Процесс Эймса был использован 3 августа 1942 года группой химиков во главе с Фрэнком Спеддингом и Харли Вильгельмом в лаборатории Эймса в рамках Манхэттенского проекта . [2] Это тип очистки на основе термита , который был запатентован в 1895 году немецким химиком Гансом Гольдшмидтом . [3] Разработка процесса Эймса пришлась на время активизации исследований в области массового производства металлического урана. Желание увеличить производство было мотивировано страхом перед разработкой нацистской Германией ядерного оружия раньше, чем союзниками . Первоначально процесс включал смешивание порошкообразного тетрафторида урана и порошкообразного магния. Эта смесь помещалась в железную трубу, которая была заварена с одной стороны и закрыта крышкой с другой стороны. Этот контейнер, названный Спеддингом «бомбой » , помещался в печь. [Примечание 1] При нагревании до температуры 1500 °C (2730 °F) содержимое контейнера бурно реагировало, оставляя 35-граммовый слиток чистого металлического урана. Процесс был быстро масштабирован; к октябрю 1942 года «Проект Эймса» производил металл со скоростью 100 фунтов (45 кг) в неделю. Тетрафторид урана и магний были запечатаны в огнеупорном реакторном сосуде, который все еще называли «бомбой». Термитная реакция была инициирована нагреванием сборки в печи до 600 °C (1112 °F); большая разница в плотности между шлаком и металлом позволила полностью разделить их в жидком состоянии, получив металл без шлака. [4] К июлю 1943 года производительность превысила 130 000 фунтов (59 000 кг) металлического урана в месяц. Около 1000 тонн урановых слитков было произведено в Эймсе, прежде чем процесс был передан в промышленность. [5]
Проект Эймса получил награду Армии и ВМС "E" за выдающиеся достижения в производстве 12 октября 1945 года, что означало 2,5 года выдающихся достижений в промышленном производстве металлического урана как жизненно важного военного материала. Университет штата Айова является единственным среди учебных заведений, получившим эту награду за выдающиеся заслуги, честь, обычно присуждаемую промышленности. [ необходима ссылка ]
Металлотермическое восстановление безводных фторидов редкоземельных металлов до редкоземельных металлов также называют процессом Эймса. [6]
Изучение редкоземельных элементов также продвинулось вперед во время Второй мировой войны: считалось, что синтетический плутоний подобен редкоземельным элементам, и предполагалось, что знание редкоземельных элементов поможет в планировании и изучении трансурановых элементов; методы ионного обмена, разработанные для обработки актинидов, были предшественниками методов обработки оксидов редкоземельных элементов; методы, используемые для урана , были модифицированы для плутония , который впоследствии стал основой для получения редкоземельных металлов. [7] [8]
