ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение тяжелой воды из "Химия изотопов Издание 2" Исключительно высокая величина коэффициента электролитического разделения изотопов водорода определяет особенности ведения процесса. [c.93] Рассмотрим прежде всего оба способа ведения электролиза, соответствующие обоим крайним случаям перегонки, на которых мы подробно останавливались выше, рассматривая общую теорию фракционирования. [c.93] На рис. 27 показана зависимость концентрирования тяжелой воды от Уо1У при а = 5 для обоих рассмотренных случаев электролиза обыкновенной воды и старого электролита. На нем же пунктирной кривой показана та же зависимость при а = 4 и Л о = 1/6000 (обыкновенная вода). Сравнение кривых показывает, насколько сильно влияет на обогащение изменение величины а даже на 20%. Труднее всего освободиться от последних остатков легкого водорода. Для перехода от 99,0 к 99,9% ОгО нужно почти вдвое уменьшить количество остатка, примерно во столько же раз, как при переходе от 40 к 60%. [c.94] Очевидно, что уменьшение объема электролита в десятки тысяч раз не может быть осуществлено в одном электролизере и в один прием. Помимо конструктивных осложнений, которые были бы с этим связаны, уменьшение объема жидкости повышает концентрацию растворенного электролита, который необходим для увеличения проводимости воды, и его избыток надо удалять при приближении раствора к насыщению. Поэтому электролиз надо вести ступенями в электролизерах последовательно уменьшающейся емкости. Если в каждой ступени доводить электролиз, например, до остатка в 1/10 от загруженного электролита, то 5—6 ступе-ней дадут от 10 до 10 , что достаточно для получения высококонцентрированной тяжелой воды. [c.95] После каждой ступени воду отгоняют от растворенного электролита и вводят ее в следующую ступень. [c.95] Если бы электролизеры все были одинаковой величины и электролитический водород полностью сжигался, то можно было бы вести непрерывный процесс с подачей воды в первый электролизер и отбором с той же скоростью продукта из последнего электролизера после того, как достигнуто стационарное состояние. К этому случаю применимы проведенные выше общие формулы для фракционирования, дающие обогащение и время достижения (3—6) стационарного состояния. Конечное обогащение определяется уравнением (3—6), где р — число электролитических ячеек, а время — уравнением (3—16), где V — скорость разложения воды. [c.95] И диаметром 3,7 — 4,6 м с общим объемом 13 ООО м простой фракционной перегонкой воды в США получали около 10 тонн 90%-ной Ор в год, С точки зрения величины коэффициента разделения гораздо выгоднее фракционирование жидкого водорода[1268], так как при 23° К отношение давлений пара На и HD равно 1,6. Однако обращение с большими количествами жидкого водорода создает значительные осложнения. Этот способ, без промежуточного высокотемпературного катализа, может дать не выше 50%D в виде чистого HD, так как при очень низкой температуре обменная реакция Нг + Ог = 2HD не идет. Были также разработаны методы, основанные на сильной зависимости константы равновесия обменной реакции НгО (жидк.) с НО и H.jO (пар) от температуры. В двух колонках, находящихся при разных температурах, можно, основываясь на этом, осуществить тот же принцип противотока, как при химическом обмене. Например, в холодной колонке реакция НгО + НО = НОО + Нг обогащает воду дейтерием, а в горячей колонке обогащенная НОО отдает дейтерий свежепоступающему водороду. Был также разработан комбинированный метод, основанный на этом принципе в сочетании с химическим обменом между водой и HDS. Дальнейшие подробности технологии получения тяжелой воды приводятся в недавно вышедшей книге под редакцией Мерфи и др. [1556]. [c.96] Вернуться к основной статье