Electrolytic Formation of Solid Crystalline UO₂–ThO₂ and UO₂–ThO₂–ZrO₂ Solutions from Salt Melts

Abstract

For the first time, crystalline solid solutions of UO2–ThO2 and UO2–ThO2–ZrO2 have been electrolytically prepared. The mechanism of their formation in molten halides is presented. The influence of the electrolysis current density on the compositions of the cathode deposits has been established and explained. We also established the effect of zirconium ions on the ThO2 content in the UO2–ThO2–ZrO2 cathode deposits.

Analytical Expression for Calculation of the Composition of a Cathode Deposit Formed When Eletrochemical and Chemical Reactions Occur at the Electrode

“…Известны и хорошо изучены электрохимические реакции, которые сопровождаются предшествующими или последующими химическими реакциями. Появились публикации и об электрохимических реакциях, когда химические реакции протекают на электроде совместно с ними [1][2][3][4][5]. Так, при электролизе хлоридной расплавленной эквимольной смеси NaCl-KCl, содержащей добавки UO2Cl2, ZrCl4 и ThCl4, на катоде получены кристаллические катодные осадки UO2-ZrO2 [1][2][3][4], UO2-ThO2 и UO2-ZrO2-ThO2 [5].…”

“…Появились публикации и об электрохимических реакциях, когда химические реакции протекают на электроде совместно с ними [1][2][3][4][5]. Так, при электролизе хлоридной расплавленной эквимольной смеси NaCl-KCl, содержащей добавки UO2Cl2, ZrCl4 и ThCl4, на катоде получены кристаллические катодные осадки UO2-ZrO2 [1][2][3][4], UO2-ThO2 и UO2-ZrO2-ThO2 [5]. Более подробно исследовано электролитическое получение катодных осадков UO2-ZrO2.…”