ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Разделение посредством химического обмена в термодиффузионных приборах из "Химия изотопов Издание 2" Применение обменных изотопных реакций для разделения изотопов в фракционных колонках возможно лишь, если оба обменивающиеся вещества образуют две фазы, например, газ и раствор. Это сильно ограничивает возможности применения очень эффективных химических способов разделения. Между тем, как показывают термодинамические расчеты, существует ряд обменных реакций между двумя газами или двумя растворами, которые могли бы быть использованы с большим успехом для разделения изотопов. [c.90] Была применена обыкновенная термодиффузионная трубка с горячей аксиальной нитью и стенками, охлаждаемыми наружным холодильником. Через верхний ее резервуар пропускался ток NOa нормального изотопного состава. Входя в трубку, он опускается нисходящим потоком вдоль холодной стенки, доходит до низа и затем входит в восходящий поток вдоль горячей нити. В последнем происходит частичная диссоциация на N0 + VgOg. Например, при давлении в трубке Va ат и температуре нити 500° равновесная смесь содержит N0 + NOj в пропорции 1 1. В этой смеси протекает обменная реакция, ведущая к обогащению тяжелым изотопом азота в NOg. Одновременно с восходящей конвекцией NOa переносится к холодной стенке путем диффузии и термодиффузии и захватывается нисходящим потоком, который, таким образом, прогрессивно обогащается тяжелым азотом. В итоге концентрат последнего в виде NOa собирается в нижнем резервуаре. Во время работы трубка содержит N0 лишь в восходящем потоке вдоль проволоки, так как у холодной стенки, из-за смещения равновесия с температурой, он почти целиком рекомбинируется с кислородом до NOg. [c.90] Из приведенного описания видно, что в этом методе термодиффузия играет подчиненную роль и главное назначение термодиффузионной трубки заключается в создании конвекционных разнотемпературных потоков. Трубка высотой 2 м при /а ат и температуре нити 500° достигала стационарного состояния через восемь дней с о.р = 3. Так как по термодинамическому расчету при этой температуре а = 1,006, то трубка имела около 185 теоретических тарелок или одну тарелку на 1,1 см длины, т. е. почти вдвое лучше, чем для термодиффузии. [c.90] В этом случае термодинамическое равновесие СО + СОа не устанавливается так быстро и с таким благоприятным соотношением концентраций, как в предыдущем. Поэтому СОа, переносимый вниз трубки холодным потоком, конвертировался там в СО восстановлением цинком с углем. В трубке длиной ПО см и с температурой проволоки 1150° при 1 ат было достигнуто за два дня стационарное состояние с р = 1,5, что отвечает одной теоретической тарелке на 1,6 см длины. Разделению благоприятствует введение На или водяного пара [1539]. [c.90] Вернуться к основной статье