Разделение изотопов и радиоактивных газов

Развитие электроники и атомной энергетики поставило, в частности, задачу поиска способов разделения изотопов различных газов и очистки атмосферы атомных реакторов от газообразных продуктов ядерного горения, таких, например, как имеющие большой период полураспада радиоактивные Кг и Хе, исключения выбросов радиоактивных газов при аварийных ситуациях и т. д. [c.313]

РАЗДЕЛЕНИЕ ИЗОТОПОВ И РАДИОАКТИВНЫХ ГАЗОВ [c.313]

Следует подчеркнуть, что применение мембранного разделения для этих целей изначально рассматривалось в качестве альтернативы другим традиционным способам разделения — ректификации, абсорбции, адсорбции. Так, мембранное разделение изотопов урана с получением обогащенного гексафторидом урана ( иРб) потока используется в промышленном масштабе с 40-х годов нашего столетия [35]. Кроме того, этот метод используется для выделения радиоактивных изотопов благородных газов из ретантов заводов по переработке ядерного горючего, из защитной атмосферы ядерных реакторов на быстрых нейтронах и т. д. [99]. [c.314]

Встречающиеся в природе радиоактивные изотопы присутствуют уже на ранней стадии цикла, который включает в себя ряд операций (добычу, переработку урановых руд, подготовку ядерного топлива и разделения изотопов различными методами, изготовление топливных элементов, работу реактора). В процессе добычи урана и тория образуются пыль, растворимые соединения и газы. Радиоактивными изотопами, сопровождающими эту операцию, являются продукты распада урана и тория. [c.314]

Повышенная радиационная устойчивость ионитов делает возможным их применение в качестве ионитов для выделения и разделения изотопов. После поглощения радиоактивных изотопов отработанные иониты становятся высокоактивными твердыми отходами, которые при отсутствии возможности регенерации хоронят в специальных могильниках. По сравнению с существующими синтезированные порошковые иониты имеют преимущество в том, что их можно спрессовать. Под давлением 2-4 МПа они уменьшают свой объем в 2-2,3 раза. Это позволяет использовать в 2 раза меньший объем могильников по сравнению с тем случаем, когда используются гранулированные иониты. После выдержки спрессованных брусков для снижения активности до уровня слабоактивных их можно сжечь в специальных печах, оборудованных установками для очистки отходящих газов. Поглощение последних может быть осуществлено углеродными адсорбентами из нефтяных остатков. Совместное применение ионитов и адсорбентов позволяет комплексно решить важную экологическую проблему, обеспечить безопасную эксплуатацию ядерных реакторов. [c.574]

Разделение изотопов и радиоактивных газов. [c.429]

Все приведенные выше исследования касались разделения га-Нз, о-Нз, HD и Dg без радиоактивных изотопов водорода в смеси. Смит и Картер [25] впервые сообщили о разделении Hg, ТН и Tg в газовой смеси, содержащей 1% трития, на колонке с цеолитом при —160°С с гелием в качестве газа-носителя. Затем они распространили этот анализ на смеси, содержащие примеси трития (до 10 моля) при 77°К [26, 27]. Недавно этими же авторами сообщалось о разделении и количественном анализе (с несколько измененной техникой) смеси изотопов и изомеров водорода, в которой изомеры трития находятся в виде примесей [27] (рис. 73). Исследовалось также изменение степени изотопного разделения с различными газами-носителями, адсорбентами и условиями активации. В качестве детектирующей системы использовалась проточная ионизационная камера, соединенная последовательно с катарометром на термисторах [27]. [c.144]

Силикагели. Силикагель (ксерогель кремниевой кислоты с хорошо развитой пористой структурой) используется для осушки воздуха и промышленных газов, осушки различных жидкостей, рекуперации паров органических веществ, очистки масел, удаления из нефти смолистых веществ. Применяется в хроматографии, а также как носитель и катализатор для реакций полимеризации, конденсации, окисления и восстановления органических веществ, для разделения радиоактивных изотопов, очистки промышленных сточных вод от ионов различных металлов [29]. Производится промышленностью в виде зерен и шариков в зависимости от пористой структуры может быть двух сортов мелкопористый и крупнопористый. В свою очередь каждый сорт по размерам зерен имеет несколько марок [c.387]

Исследование кинетики реакций газ — твердое тело крайне важно для решения многих производственных задач (определение оптимальных условий вскрытия руд, разделение смесей элементов и др.). Обычные методы анализа проб газа, контактирующего с твердым телом, трудоемки и не всегда допускают непрерывную автоматическую запись результатов анализа. Использование газов, меченных радиоактивными изотопами, существенно упрощает решение этой проблемы. Рассмотрим конкретный пример. [c.277]

Например, радиоактивный фосфор, получаемый при облучении серы или ее соединений нейтронами, окисляется азотной кислотой в фосфорную кислоту, которая затем экстрагируется водой и может быть легко превращена в растворимую или нерастворимую соль. Радиоактивные изотопы углерода, получаемые облучением соединений бора или азота нейтронами или дейтеронами, образуются в присутствии воздуха в виде смеси СО -Ь + СОг. Пропуская газ, после окисления СО, в баритовую воду можно выделить весь радиоактивный углерод в виде карбоната бария. При получении радиоактивного иода облучением теллура дейтеронами, можно выделить свободный иод окислением хромовой смесью и затем экстрагировать его четыреххлористым углеродом или сероуглеродом. Очевидно, что подобные методы разделения можно как угодно разнообразить в зависимости от условий и требований работы. [c.132]

Осаждение, экстрагирование и другие приемы разделения с количествами в несколько миллиграмм достаточно хорошо разработаны и широко применяются в микрохимии. Например, перед выделением фосфора из облученного сероуглерода, в последнем растворяют немного белого фосфора и затем извлекают радиоактивный изотоп вместе с последним. При отделении и дальнейшей обработке радиоактивного углерода в виде окислов, носителем может служить примесь к этим газам двуокиси углерода из воздуха и пр. [c.133]

При измерении самодиффузии газов или жидкостей приводят в соприкосновение два их объема, из которых один мечен изотопным индикатором, и находят скорость перехода этого индикатора во второй объем. При выборе условий опыта главное внимание должно быть направлено на устранение конвекционного перемешивания обоих объемов. В простейшем виде прибор представляет длинную узкую трубку (иногда с резервуарами на концах), обе половины которой заполняют меченым и немеченым веществами. По истечении заданного времени находят изотопный состав в обоих половинах трубки. Если для индикации применен радиоактивный изотоп с у-или жестким -излучением, то его распространение можно определять по изменению активности вдоль трубки при помощи наружного измерителя, например счетной трубки Гейгера—Мюллера. Это значительно увеличивает точность измерений, так как таким путем, не нарушая работу прибора, можно следить за изменением активности в разные промежутки времени и на разных расстояниях от плоскости раздела. В некоторых работах оба объема разделяли диафрагмой с отверстиями или щелью. Наиболее полно конвекция устраняется разделением обоих объемов пористой мембраной, например стеклянным фильтром. Это вносит в расчет эмпирический коэффициент, определяемый суммарным эффективным сечением капилляров. Его находят калибровкой прибора веществами с известным коэффициентом диффузии. [c.276]

Определение органических соединений, меченных радиоактивными изотопами, после разделения методом газо-жидкостной хроматографии с детектированием радиоактивными источниками. [c.163]

Если концентрации и давления в напорном и дренажном каналах практически постоянны (рис. 5.2), на практике такой вариант реализуется при небольших значениях коэффициента деления потока (отношение мольных расходов пермеата и исходного потока), невысоких значениях селективности к целевому компоненту, для каналов, в которых длина и ширина соразмерны, причем длина невелика [1, 2]. Например, при разделении воздуха с получением в качестве целевого продукта обогащенного кислородом потока на модулях с плоскопарал яельными и иногда — с рулонными мембранными элементами при разделении изотопов водорода, радиоактивных газов и т.д. [c.160]

Установки разделения радиоактивных газов. Продуктами сгорания ядерного горючего кроме ядер тяжелых элементов являются изотопы благородных газов с различным периодом полураспада изотопов ксенона Хе и Хе всего соответствепно 126,5 ч и 9,2 ч, а у нриптона Кг— 10,6 года. Поэтому совершенно необходимо в проектах атомных электростанций и заводов по переработке ядерного горючего предусматривать выделение радиоактивных криптона и ксенона из циркуляционных и сбросных газов. И в этом случае лучшее решение — применение мембранной газоразделительной установки, высоконадежной и безопасной в работе. Создаются мобильные мембранные установки для очистки выбросных газов АЭС при аварийных ситуациях [99]. [c.318]

Мембранное разделение изотопов урана с получением обогащенного гексафторидом урана ( UF ) потока применяется в промышленном масштабе уже более пятидесяти лет. Молекулярные массы изотопов гексафторида урана очень близки, следовательно, величина идеального фактора разделения, равного корню квадратному из отношения молекулярных масс, почти равна единице (1,008). Поэтому д.ля получения обогащенного урана-235 необходимо n n0JH.30BaTb многоступенчатые каскадные установки, включающие несколько тысяч ячеек на основе микропористых керамических (или металлокерамических асимметричных) трубчатых мембранных элементов. Мембранный метод используется также для выделения радиоактивных изотопов благородных газов (изотопов криптона и ксенона). Применению мембранно1 о мегода способствуют относительно небольшие объемы перерабатываемых газов, надежность работы установки, возможность полной автоматизации процесса, простота аппаратурного оформления процесса, отсутствие отходов производства. [c.429]

Благодаря указанным уникальным св-вам Ц. используют в пром-сти для вьщеления, очистки и синтеза углеводородов (см., напр.. Гидроочистка, Катализаторы процессов нефтепереработки, Каталитический крекинг) разделения жидкостей, газов разделения и газов осушки очистки воды как наполнители бумаги при произ-ве цемента и силикатного кирпича создания глубокого вакуума и др. в с. х-ве как селективные ловушки для содержащихся в почвах радиоактивных изотопов Sr и s в качестве многолетних ионообменных регуляторов водно-солевого режима почв, пролонгаторов действия водорастворимых удобрений, в ввде кормовой добавки к рациону с/х животных крупные кристаллы и друзы прир. Д.- ценный коллекционный материал. [c.345]

В последние годы хроматографические методы были использованы для разделения и выделения радиоактивных элементов, весьма близких по химическим свойствам [17]. Эти методы неоднократно использовались также для фракционирования меченых органических веществ. В обзорной работе Роше, Лисицкого и Михеля [44] показано, как важно использовать в различных хроматографических методах изотопы, в особенности при биохимических исследованиях. Многие авторы описали специальное биохимическое применение разных радиохроматографических методов [2, 14]. Особенное впечатление производят исследования Кальвина [13] по ассимиляции радиоактивного углекислого газа и анализ методом хроматографии на бумаге меченых первичных продуктов фотосинтеза в водорослях и других зеленых растениях. С тех пор как Финк, Дент и Финк [16] описали фотографический способ локализации радиоактивных веществ на бумажной хроматограмме, радио авто графия стала незаменимым вспомогательным средством при исследованиях механизма фотосинтеза [5, 6, 13] и других проблем биохимии. [c.66]

В приведенных выше примерах газ-носитель, содержащий радиоактивные соединения, просто проходил через окно экранированного счетчика. Такое устройство мало пригодно для двух очень полезных изотопов, применяемых в органической химии — углерода-14 и трития, так как их излучение настолько мало, что не проникает через окно счетчика. Вольфганг и Роуланд [108] преодолели это затруднение тем, что ввели метан в поток элюента, чтобы превратить его в подходящий газ, который можно было бы пропускать непосредственно через специально сконструированный пропорциональный счетчик. Легко определялась радиоактивность, не превышающая 10 —10" кюри. Конструктивное оформление счетчика допускало работу при температурах до 200° С, что делало метод полезным для определения многих высококипящих соединений. Другой пример прямого определения элюируемых соединений, меченных изотопом углерод-14, описали Лове и Мур [70], которые конденсировали в циркулирующем жидком фосфоре разделенные компоненты — раствор дифенилок-сазола в ксилоле. Сцинтилляции, вызываемые в фосфоре углеродом-14, детектировались с помощью фотоумножителя. [c.254]

Для выделения, концентр ирования и количественного разделения радиоактивных изотопов применяют как обычные физико-химические методы, так и специфические методы, использующие особенности поведения радиоактивных веществ в микроконцентрациях (см. гл. IV). Наибольшее распространение получили методы, основанные на различии в распределении р азделяемых элементов в гетерогенных системах, состоящих из двух фаз. В качестве фаз, составляющих систему, чаще других используют жидкость — жидкость (экстракционный метод) жидкость — твердое тело (методы соосаждения, адсорбции и хроматографии) газ — твердое тело, газ — жидкость на носителе (газо-хроматографические методы) и т. д. [c.165]

Р-распадов поэтому мало правдоподобно, чтобы разделение заряда приводило к распределению, соответствующему максимуму кинетической и минимуму радиоактивной энергий [138]. Вероятность того, что при заданной массе встретится определенное значение заряда, плавно, но круто падает по мере роста разности с наиболее вероятным значением. Поэтому стабильные ядра в качестве первоначальных осколков неизвестны. По той же причине несущественно, какой из членов последовательности (исключая несколько первых) служит для измерения выхода следующие члены последовательности редко образуются непосредственно. В качестве дальнейшего следствия укажем, что редкость симметричного относительно А деления проявляется в малом выходе осколков с 44<2<49 однако если рассматривать также и дочерние ядра первоначальных осколков, то симметричные заряды должны быть представлены лучше, чем симметричные массовые числа. Те элементы, у которых массы стабильных изотопов несколько меньше масс, соответствующих пикам на кривой выхода, встречаются особенно часто, например деКг и дгТе с 17 и соответственно 15 известными изотопами и изомерами. В целом, т. е. считая как первоначальные осколки, так и их дочерние ядра, среди 87 известных последовательностей были найдены атомные номера от 30 до 65. Наиболее быстрое химическое определение возможно с благородными газами в этой связи существенно, что длиннейшие известные цепи (из семи членов каждая) имеют своим материнским ядром благородный газ. [c.70]