新型化学过程是用火制造核燃料的第一步

开发用于核能的安全和可持续燃料是洛斯阿拉莫斯国家实验室能源安全使命不可或缺的一部分。二氧化铀是一种放射性act系氧化物，是当今核电站中使用最广泛的核燃料。最近针对镧系金属建立的一种新的“燃烧合成”工艺是非放射性的，并且位于元素周期表上act系元素上方一排，可以为生产安全，可持续的核燃料提供指导。

“锕系元素氮化物燃料有可能在目前的发电系统更安全，更经济的选择，”毕阮，洛斯阿拉莫斯国家实验室阿格纽博士后，最近发表在杂志上的研究主要作者无机化学，这是选择作为美国化学社会编辑选择精选文章。

阮说：“氮化物燃料也非常适合未来的第四代核动力系统，该系统注重安全性，并具有可持续的封闭式反应堆燃料循环。Act系元素的氮化物比氧化物具有更好的导热性，并且能量密度明显更高。” 氮化物是一类含有氮的化合物，而氧化物则含有氧。

系氮化物燃料的能量密度高，可通过更少的材料提供更多的能量，并具有更好的导热性，从而可提供更高的安全性和可持续性-允许在较低温度下运行，从而在异常情况下具有更大的熔化余量。

然而，系氮化物的制造非常具有挑战性，并且大量高纯度act系氮化物的生产仍然是其应用的主要障碍。act系元素和镧系元素都在元素周期表的底部，通常首先用镧系元素测试制造potential系元素材料的潜在方法，因为它们的行为相似但不具有放射性。

洛斯阿拉莫斯国家实验室和海军研究实验室的科学家发现，可以通过称为燃烧合成的独特技术燃烧LnBTA(镧系元素双(四唑醇)胺)化合物，以生产高纯度的镧系元素氮化物泡沫。该方法使用激光脉冲引发脱水的LnBTA络合物，然后在惰性气氛中进行自持式燃烧反应，以生成纳米结构的氮化镧氮化物泡沫。这项工作由实验室指导研究与开发(LDRD)计划资助。

LnBTA化合物易于批量制备，并且燃烧容易扩展。实验室武器现代化和化学部门之间正在进行合作，以研究act系元素类似物用于for系氮化物燃料的燃烧合成。