Изотопы диффузией

Для обогащения или полного разделения изотопов применяют методы диффузии, термодиффузии, электролиза и обменные реакции. Обогащение можно также проводить с помощью методов осаждения и центрифугирования. Ректификационные методы разделения применяют для получения изотопов Не, О, В, С, N, 1 0, -Не, С1 и Аг. Обстоятельный обзор методов получе- [c.219]

Интересные опыты по изучению диффузии в газовых смесях и в растворах под влиянием температуры проведены Соре (1879). Если жидким раствором или смесью газов заполнить вертикальную трубку и верхний конец ее нагревать, а низ охлаждать, то концентрация раствора или смеси газов на обоих концах трубки становится различной (эффект Соре). Хотя разности концентрации на концах трубки не превышают нескольких процентов в газах и десятых долей процента в жидкостях, к такому эффекту было проявлено внимание и позднее удалось установить, что эффект Соре становится во много раз значительнее, если его усилить путем тепловой конвекции. В настоящее время такой прием, называемый методом термодиффузии газовых смесей, широко применяют для разделения изотопов. При разделении на компоненты жидких растворов термодиффузия менее эффективна. [c.153]

Важнейшие методы разделения изотопов диффузия и термодиффузия в газах, центрифугирование газов, электролиз. [c.397]

Метод пористой диафрагмы. Для устранения конвективных потоков, которые могут иметь место в методе свободной диффузии при наличии градиента температуры, на границе двух сред устанавливается стеклянная пористая перегородка (диафрагма). Она делит диффузионную ячейку (рис. 8.4) на два отделения, одно из которых содержит меченые индикаторы (изотопы). Диффузия осуществляется через каналы пористой перегородки. Предполагается, что градиент концентрации меченых атомов в диафрагме постоянен, а растворы в обоих отделениях однородны по своему составу, что достигается перемешиванием растворов с помощью магнитной мешалки. В таких условиях диффузия будет осуществляться с постоянной скоростью. Коэффициент диффузии можно вычислить из следующего соотношения [41] [c.325]

Под этим мы подразумеваем, что в таком стационарном состоянии, в котором не происходит перемещения газа типа 2, Г1 будет наблюдаемой скоростью диффузии газа типа 1. Таковы приблизительно условия в эксикаторе, когда гидрат теряет воду посредством диффузии ее в осушитель сквозь, по существу, неподвижный слой воздуха. Такой же характер носит диффузия в опытах с радиоактивными изотопами. [c.166]

ИЗОТОПЫ одного элемента в химическом отношении ведут себя практически одинаково. Различия наблюдаются только в отношении свойств, чувствительных к массе, например таких, как скорость диффузии, которые будут рассматриваться нами позже. [c.20]

Для исследования скорости и механизма диффузии в пленках (выяснения природы диффундирующих ионов, скорости диффузии и др.) применяют метод инертных индикаторов и метод радиоактивных изотопов (меченых атомов). [c.437]

Использование для разделения изотопов таких физических свойств, как разность плотностей в газообразном состоянии и различные скорости диффузии, или различие в температурах кипения в жидком состоянии позволило разработать методы разделения изотопов из смеси (диффузия в потоке пара или через пористые перегородки, термодиффузия, фракционная перегонка н др.). Эти методы трудоемки, так как необходимо многократно (ступенчато) проводить разделение, поскольку коэффициенты разделения крайне низки. [c.40]

В таблице приведены экспериментальные значения коэффициентов диффузии, определенные с помощью радиоактивных изотопов. [c.326]

Ядра образуются при электронном захвате ядрами Со. Источники Со обычно изготавливают путем электрохимического осаждения чистого изотопа на поверхности металла с последующей диффузией изотопов внутрь при высокой температуре. [c.180]

В распределении газов по разрезу осадочного чехла существует определенная зональность. Снизу вверх возрастает коэффициент сухости, увеличивается доля изобутана (относительно л-бутана), увеличивается содержание легкого изотопа углерода. Зональность эта хорошо знакома исследователям, однако объясняют они ее с разных точек зрения. Одни считают, что причина в различии физико-химических свойств компонентов газов (растворимость в воде и нефти, коэффициенты диффузии и т.д.) и связанных с этим эффектов, сопровождающих процессы формирования и разрушения залежей. Сторонники этой точки зрения, как правило, большое значение придают процессам вертикальной и латеральной миграции. Другие исследователи наблюдаемые различия в составе газов объясняют особенностями механизма их генерации. [c.117]

Как следует из уравнения (7), скорость движения молекулы, а следовательно, скорость диффузии а скорость истечения газов из узких отверстий зависят от молекулярной массы. Эта закономерность, между прочим, используется при разделении газовых смесей и изотопов. [c.19]

Например, линия испускания изотопа Ге расщеплена на шесть компонент благодаря наличию у ядра железа собственного магнитного момента (см. гл. XI. 3). Однако диффузия распадающегося с переходом в Ге в матрицу из меди, платины, палладия, хрома или нержавеющей стали, позволяет получить источник мессбауэровского излучения, обладающий синглетной линией испускания с большим значением величины вероятности испускания -квантов. [c.190]

Непосредственно пограничную диффузию можно изучать на основе применения радиоактивных изотопов. Для того чтобы судить об этих парциальных процессах по зависимости суммарной (в объеме и границах) концентрации от времени и глубины диффузии, необходимо решить задачу о суммировании рассматриваемых потоков диффузии. [c.283]

Открытие и изучение изотопов оказало большое влияние на развитие физики, химии и других естественных наук. Многие радиоактивные изотопы нашли широкое применение в физике, геологии, технике, в разнообразных научных исследованиях, в биологии и медицине. Радиоактивные изотопы применяются для изучения износа деталей машин и инструмента, для автоматического контроля за ходом производственных процессов, контроля качества продукции, для изучения строения молекул и механизмов химических реакций, для исследования явлений диффузий в газах, жидкостях [c.23]

Радиоизотопы натрия, калия и скандия могут быть применены для измерения скорости выветривания асбеста в различных условиях и определения скорости диффузии натрия сквозь кристаллическую структуру альбита. Изотопы применяются для решения и многих других вопросов геологии и минералогии. [c.25]

Поскольку элементы имеют нечетные порядковые номера, числа устойчивых изотопов у них невелико по одному у ванадия ( V) и ниобия ( Nb) и два у тантала ( Та—0,0123% и Ча — 99,987%). Немногочисленные радиоактивные изотопы их можно использовать, для изучения диффузии, поверхностной активности сплавов и т. д. [c.89]

Меченые атомы. В химическом отношении изотопы одного и того же элемента почти тождественны. Ответственность за химические свойства несет структура внешних электронных оболочек, а она у изотопов одинакова. Из этого следует постоянство изотопного состава природных элементов, а значит, и постоянство атомных масс элементов. Однако при более точных исследованиях поведения изотопов выяснилось, что различие в изотопных массах все же, хотя и в небольшой степени, сказывается на свойствах (например, на коэффициентах диффузии, константах скорости реакции, давлении пара, плотности и т. п.). Эти небольшие различия — изотопные эффекты — используются в разнообразных методах разделения изотопов. Изотопные эффекты сильнее проявляются у легких элементов, чем у средних и тяжелых. [c.412]

Так, например, изучение процессов диффузии в твердых телах было затруднено необходимостью послойных анализов, что, по существу, приводило к разрушению системы. Введение радиоактивного изотопа позволяет непрерывно вести наблюдение за процессом, определяя изменение концентрации во времени измерением радиоактивного излучения. [c.67]

На основе всего сказанного под химическим элементом в настоящее время понимают совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра, а значит, и с одинаковым числом, электронов окружающих ядро. Почти все элементы являются плеядами изотопов, занимающих одно место в периодической системе элементов. В настоящее время получено много изотопов легких элементов, обладающих радиоактивными свойствами. Такие изотопы ( С, Со, Р и др.), меченые атомы , играют большую роль в исследованиях, в частности в исследовании диффузии в [c.56]

Использование радиоактивных изотопов позволило очень эффективно решить ряд физических проблем и открыть новые явления. Так, например, изучение процессов диффузии в твердых телах было затруднено необходимостью послойных анализов, что, по существу, приводило к разрушению системы. Введение радиоактивного изотопа позволяет непрерывно вести наблюдение за процессом, определяя изменение концентрации во времени измерением радиоактивного излучения. [c.68]

На основе описанных методик с помощью радиоактивных изотопов Мо , Ре , N1 , проведено исследование диффузии и электропереноса обоих компонентов в сплавах системы молибден — вольфрам (всего И сплавов), в сплавах железа, содержащих 2 и 4 ат.% никеля в широких интервалах температур. [c.205]

За период с 1856 г. в области термической диффузии не проводилось сколько-нибудь практически важных работ до 1938 г., когда эффективность процесса удалось повысить путем объединения термической конвекции с термической диффузией для разделения изотопов хлора [6]. Схема предложенной колонны представлена на рис. 2. Температурный градиент в этом случае горизонтальный, а горячая и холодная стенки расположены вертикально. Конвекционный поток поднимается у горячей стенки и опускается у холодной. Молекулы, диффундирующие к горячей стенке, поднимаются потоком вверх по колонне. Если, как показано на схеме, в верху колонны расположен резервуар, то продукт, накапливающийся у горячей стенки, или верхний продукт, будет концентрироваться в этом резервуаре. Исследователи [6] использовали противоток в процессе термической диффузии. Таким путем удалось достигнуть разделения в значительно более крупных масштабах. Б конвекционной колонне скорость разделения обратно пропорциональна седьмой стенени ширины зазора и перепаду температур. Степень разделения пропорциональна длине L колонны (иногда называемой также высотой колонны). [c.28]

При формулировке метода определения параметров модели будем считать, что располагаем неадсорбируюпщмся индикатором, так что обмен между проточной и застойной частями системы происходит в основном за счет конвекции и диффузии ( 1= 2=А). Неизвестными параметрами модели при этом будут являться число ячеек п, объем проточной части Уг, объем застойной зоны константа скорости обмена к. Применение в качестве индикатора радиоактивных изотопов позволяет измерить на выходе из аппарата две функции распределения одну в проточной зоне и вторую — по средней концентрации в полном сечении аппарата. Для каждой из этих кривых можно найти первый начальный и второй центральный моменты распределения. Тогда для определения неизвестных параметров модели следует воспользоваться уравнениями (7.85) и (7.91), где надо положить к =к =к, а также уравнениями (7.94) и (7.95). Решая совместно эти уравнения, получим [c.387]

В табл. 63 приведены характеристики некоторых наиболее часто применяемых изотопов различных элементов. Большое и разнообразное применение метод меченых атомов нашел при химических исследованиях. С помощью этого метода изучают взаимодействие катализаторов с реагирующими веществами, строение молекул, механизм химических реакций, взаимодействие между раствором и осадком, диффузию в твердых телах, различные процессы, протекающие в растительных и животных оргаиизмах. На основе применения радиоактивных изотопов Ан. Н. Несмеяновым были разработаны новые методы определения давления насыщенного пара чистых веществ и парциальных давлений пара растворов, дающие возможность определять столь малые значения их, как 10 —10 мм рт. ст. и даже ниже. В настоящее время, бла- <, годаря большей доступности искусственно получаемых радиоак-тивных изотопов некоторых элементов, метод меченых атомов B eff более широко используется в исследовательских работах в раз- личных областях естествознания и техники. Он применяется для наблюдения за ходом производственных процессов, для контроля качества продукции, используется при автоматизации производства, применяется в медицине и сельском хозяйстве. [c.543]

Ясно, что, хотя экспоненциальный реактор и критические сборки требуются, в конечном счете всегда при создании реактора больших размеров вое же желательно провести некоторую предварительную экспериментальную проверку расчета реактора с помощью других, более простых методов. Такой эксперимент, но-видимому, весьма подходящий для этой цели, основан на использовании пульсирующего нейтронного пучка. Этот метод применялся для определения коэффициента диффузии тепловых нейтронов и макроскопических сечений поглощения реакторных материалов [С8—711. Позднее он был использован Кэмпбеллом и Стелсеном нри изучении корот-коживущих изотопов и измерении параметров размножающей среды в реакторе [72]. Эксперимент, в сущности, заключается в облучении образца реакторного материала очень коротким импульсом нейтронов и в измерении постоянной распада основного радиоактивного изотопа, возбужденного в образце. Интересующие параметры реактора могут быть затем получены из рассмотрения зависимости постоянной распада от формы и размеров образца (т. е. от геометрического параметра). Этот эксперимент особенно полезен при определении свойств материала ио отношению к тепловым пей- [c.409]

Легкие частицы имеют скорости больше, чем тяжелые, и чаще сталкиваются с пористой диафрагмой (мембраной), что способствует их предпочтительному проникновению. Чтобы обеспечить режим кнудсеновской диффузии, диаметр отверстий в диафрагме должен быть меньиле десятой части среднего свободного пробега молекул. Таким образом, метод газовой диффузии основан на различии кинетических свойств разделяемых газов. Этот метод был впервые применен в 1932 г. для разделения изотопов неона. В настоящее время метод широко применяется для разделения изотопов урана 235 и 238 (р / = 1,0043), который предварительно превращают в газообразный гексафторид урана, сублимирующий при 56 °С. [c.239]

Применение радиоактивньгх изотопов облегчает выполнение этих определений. В практической работе скорость диффузии выражают в молях или г-ионах на квадратный сантиметр в час при ДС = 0,1-н. [c.140]

Важнейшее свойство урана состоит в том, что ядра некоторых его изотопов способны к делению при захвате нейтронов при этом выделяется громадное количество энергии. Это свойство урана используется в ядерных реакторах, служащих источниками энергии, а также лежит в основе действия атомной бомбы. Непосредственно для получения ядерной энергии применяются изотопы и 9211. Из них 2 применяется в виде природного урана, обогащенного этим изотопом. Важнейший метод обогащения (или выделения) изотопа основан на различии в скорости диффузии газообразных соединений изотопов через пористые перегородки. В качестве газообразного соединения урана используют его гексафторид ОГе (температура сублимации 56,5 °С). Из изотопа получают изотоп плутония 94Ри, который также может использоваться в ядерных реакторах и в атомной бомбе. [c.503]

Анализ изотопного состава. Применение масс-спектрометрии в количественном анализе за малыми исключениями ограничивается определением изотопного состава. Из многочисленных методов анализа изотопого состава более всего пригодна масс-спектрометрия, так как она является универсальным методом и дает очень точные результаты. Сдругой стороны, экспериментальные трудности в масс-спектрометрии больше, чем в других методах. Особенно большое значение изотопный анализ имеет при исследовании физических или химических процессов, в которых участвующие вещества метят более тяжелыми изотопами. Благодаря этому появляется возможность контроля протекания физико-химических процессов (диффузия, фазовые равновесия и другие) и объяснения механизмов химических реакций. [c.296]

Ионный обмен связан с процессом взаимодиффузии противоионов. Стадией, определяющей скорость обмена, является взаимоди4х )узия противоионов или внутри ионита ( гелевая кинетика ) или через пленку раствора вокруг зерна ионита ( пленочная кинетика ). Пленка имеет толщину порядка 10 2—10 см и не удаляется при перемешивании раствора. Для измерения коэффициентов диффузии в ионитах наиболее удобно применение радиоактивных изотопов. [c.99]

Вследствие одинаковости заряда ядра и структуры электронных оболочек химические свойства изотопов настолько сходны,, что в большинстве случаев их можно считать практически тождественными. Поэтому разделение изотопов обычно основывается па различии тех их физических свойств, которые непосредственно зависят от массы атомов (скорости диффузии и т. д.). Наиболее совершенно такое разделение достигается в масс-спектро графе, где разделяется, однако, лишь ничтожное обшее количе- ство вещества (порядка десятимиллионных долей грамма за час). [c.503]

В данном курсе строение ядер атомов п ядерные реакции не рассматриваются. Одмако необходимо отметить, что число зарядов ядра обусловлено числом протонов в ядре. Протон — это ядро легкого изотопа водорода, положительный заряд которого численно совпадает с зарядом электрона, а масса его 1,00728 у. е.. т. е. в 1837 раз больше массы электрона. В ядрах других атомов, в том числе в ядрах изотопов водорода (дейтерия и трития), есть еще нейтроны — частицы с нулевым зарядом и массой 1,00867 у. е. Изотопы — это атомы одного и того же химического элемента, имеющие одно и то же число протонов в ядре, но различное число нейтронов, вследствие чего массы изотопов различны, а заряды их ядер одинаковы. Отсюда под химическим элементом понимают совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и с одинаковым числом электронов, окружающих ядро. Почти все элементы являются плеядами изотопов. Получено много изотопов легких элементов, обладающих радиоактивными свойствами. Такие изотопы ( С, Со, и др.), меченые атомы , играют больщую роль в исследованиях диффузии в металлах и полупроводниках, в выявлении дефектов строения их, в изучении химических реакций и процессов, происходящих в живом организме, и т. д. [c.68]

Метод оснонан на различной окорости диффузии двух разделяемых изотопов в потоке третьего газа , в качестве последнего обычно используют легко конденсируема пары (ксилрл, нитробензол и др.). При наличии градиента концентрации разделительного газа создается противоположно направленный Градиент концентрации легкого изотопа, меющего более высокий коэффициент диффузии. [c.78]

Известно, что водород и дейтерий растворяются в палладии в атомарном виде, так что устанавливается равновесие 2НВч= Нг + Вг. Поскольку дейтерий Вг вследствие большей скорости его движения постоянно удаляется, равновесие практически полностью смещено вправо. Следовательно, происходит не только разделение молекул Нг и Ва, но и дойтерпп, содержащийся в виде НВ, появляется в передней зоне в виде Вг. Молекулы НВ имеются только в области фронта, который в этом случае имеет относительно большую ширину вследствие малой разности в сорбп-руемости изотопов и большого коэффициента диффузии компонентов. [c.436]

В данной работе для определения содержания олова в стекле использовали метод нейтронно-активационного анализа, позволивший существенно повысить точность определения толщины снимаемого слоя стекломассы, а, следовательно, и точность определения параметров диффузии. Образцы стекломассы размером 1 X 1 X X 0,3 см с примесями олова в граничном слое облучали в изотопном канале реактора ВВР-М ИЯИ АН УССР в потоке тепловых нейтронов — 5 нейтронов см сек, в течение 100 ч. Активность радиоактивных изотопов олова в снимаемых слоях стекла достигала 10 се/с-. Для исключения примесного v-излучения Na , которое наблюдается при облучении стекла, образцы выдерживались в течение двух недель (период полураспада равен 14,9 ч). [c.210]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология