Методы, применяемые для разделения изотопов

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]

Разделение изотопов другими методами. Для разделения изотопов применяются также фракционированная перегонка, химический обмен, центрифугирование, электролиз, миграция ионов в электрическом поле, адсорбция и фотохимическое разделение. [c.613]

Фтор применяют для синтеза хладоагентов и полимерных материалов — фторопластов с высокой химической стойкостью. Его применяют также для разделения изотопов урана диффузионным методом. [c.284]

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]

Фтор был впервые получен Муассаном во Франции в 1886 г. по реакции, которая очень напоминает современный способ его получения. Муассан проводил электролиз раствора КР в жидком НР в платиновом сосуде. Промышленное получение фтора началось во время второй мировой войны, когда его стали применять при разработке атомного оружия для превращения урана в иГ . Гексафторид урана использовали в процессе разделения изотопов методом газовой диффузии, чтобы выделить У-235. Большая часть производимого в настоящее время фтора идет на производство полимерного вещества тефлона. Таким образом, производство фтора, начавшееся в чисто военных целях, направлено теперь в основном на бытовые нужды — изготовление прокладок для кухонной посуды, предохраняющих пищу от подгорания. [c.338]

В соответствии с этим имеется мало перспектив осуществить разделение изотопов методом ректификации при температуре выше температуры сжижения воздуха. Кун с сотрудниками [35] всо же смог показать, применяя аппарат с большим числом теоре-Т1[ческих тарелок, что конечное различие в давлениях паров компонентов существует и вблизи комнатных температур. Клузиус II Мейер [34] ежесуточно обогащали посредством низкотемпературной ректификации на колонке со 130 теоретическими тарелками 15 л аргона до концентрации 0,6% (вместо 0,307% в природном аргоне). Для этого они применили насадочную колонку, изготовленную из латунной трубки высотой "Ь м с внутренним диаметром 12 мм. Насадка состояла из спиралей 2x2. мж из нержавеющей стальной проволоки. Испаритель (объем 250 мл) оригинальной конструкции и конденсатор, охлаждаемый жидким азотом, показаны на рис. 159. [c.247]

Широкое применение фтора началось в связи с работами по разделению изотопов урана (в виде иРв и UFe) диффузионным методом. В настоящее время фтор широко применяется для синтеза различных хладоагентов и полимерных материалов—фторопластов,отличающихся высокой химической стойкостью. Жидкий фтор и ряд его соединений применяются в качестве окислителя ракетного топлива. [c.282]

Ступень масс-диффузии. Разделение изотопов масс-диффузией может производиться либо в каскаде из отдельных ступеней, либо в масс-диффузионной колонне. Первый способ разделения был предложен Герцем 116—18], который применил этот метод для разделения изотопов неона. Принцип действия ступени масс-диффузии показан на рис. 12. 1 на примере аппарата, предложенного Майером [30, 31]. Основной частью этого аппарата является ступень масс-диффузии, в данном случае цилиндр, который разделен на две кольцевые камеры цилиндрической масс-диффузионной перегородкой. Исходная газО вая смесь поступает по вертикальной трубе в верхнюю часть внутренней камеры. Когда этот поток движется затем вниз по внутренней камере, он увлекает разделительный газ, диффундирующий через перегородку из наружной камеры, и отдает часть исходного газа, успевающую продиффундировать через перегородку в наружную камеру против потока разделительного газа. Так как легкий компонент исходной смеси диффундирует с большей скоростью, чем тяжелый компонент, поток во внутренней камере непрерывно обогащается тяжелым компонентом. [c.476]

Метод применяют главным образом для разделения изотопов водорода. Значение коэффициента разделения (а) очень велико и составляет для дейтерия 5— 10, для трития 14. [c.78]

М. С. Цвет впервые применил открытый им адсорбционный метод для разделения различно окрашенных растительных пигментов. При этом использовался столбик окиси алюминия, в котором компоненты сложного пигмента распределялись друг за другом, подобно различным лучам в спектре. Такой столбик адсорбента Цвет назвал хроматограммой. Это название применяется и в настоящее время, даже если адсорбированные вещества бесцветны. В последнем случае границы между зонами определяют другими методами. Для этого иногда применяют проявление подходящим химическим реактивом. Так, например, при анализе неорганических соединений часто проявляют растворами сернистого натрия, железистосинеродистого калия и т. д. Используют также другие методы, как например метод радиоактивных изотопов. [c.68]

Основываясь на тех или иных различиях в свойствах изотопов, в настоящее время разрабатывают и применяют эффективные методы их разделения. Это —в общем задача достаточно трудная. Широко ведутся работы по искусственному получению отдельных изотопов. [c.25]

Куна С сотрудниками [17]. При расчетах молекулярный вес компонентов принимали равным 100, а температуру кипения—около 90°. Другая колонна, имевшая 61 трубку диаметром 0,2 см и полезной высотой 1,5 м, была использована для разделения изотопов и С при этом разность температур кипения составила всего 0,03°. Число теоретических тарелок в этом слзгчае определяют путем анализа продуктов на масс-спектрометре (см. главу 5.14). В трубке диаметром 0,2 см и длиной 2 м удерживается около 0,5 г жидкости [17]. Метод, предложенный Куном, дает хорошие результаты также при разделении таких близкокипящих изомеров, как ксилолы (рис. 253) или изомерные амиловые спирты. Колонну Куна можно с успехом применять при всех процессах разделения, которые требуют более 100 теоретических тарелок, так как эта колонна обладает исключительно малым значением ВЭТТ. [c.372]

Открытие и разделение изотопов. Попытка разделения изотопов химическими приемами, как и нужно было ожидать, для большинства смесей не дала эффективных результатов, так как химические свойства их тождественны. Однако разделение изотопов химическими приемами возможно при условии резкого отличия их по массам. Применяется этот метод, главным образом, для концентрирования тяжелого изотопа водорода — дейтерия. [c.40]

Поскольку урансодержащие руды обычно бедны (0,05—05,% U), их подвергают обогащению различными методами, затем сырье переводят в тетрафторид UF4, который восстанавливают кальцием или магнием при температуре 430—600 °С. Полученный таким образом металл подвергают вакуумной переплавке. Специфической проблемой химии и металлургии урана является необходимость разделения изотопов, поскольку реакции деления из природных изотопов подвергается только Для отделения от применяют термодиффузию газообразного гексафторида UFj через пористые перегородки. При переработке урансодержащих препаратов необходимо принимать во внимание критическую массу, при которой возможно самопроизвольное возникновение цепной реакции. Поэтому нельзя работать с большими количествами соединений урана и большими объемами их растворов. [c.438]

Масс-спектральный метод. Сложные газовые смеси разделяют на составные части, подвергая их действию сильных электрических и магнитных полей. Разделение происходит в соответствии с атомными или молекулярными массами отдельных компонентов смеси. Метод применяют при исследовании смесей изотопов, смесей инертных газов или сложных смесей органических веществ. [c.34]

Для разделения изотопов применяется ряд методов, в основе которых лежат процессы адсорбции, абсорбции и ионного обмена. В этом случае разделение изотопов представляет собой периодический процесс. [c.78]

Существует ряд методов увеличения эффективности работы колонок, позволяющих снизить высоту фактической тарелки. Однако, несмотря на многие конструктивные усовершенствования, метод фракционной перегонки дает низкие выходы обогащенного изотопом продукта. Этот метод может применяться тогда, когда исходная смесь доступна в больших количествах. Например, фракционная перегонка применяется для разделения изотопов водорода и кислорода в таких соединениях, как вода, метиловый и этиловый спирты и т. п. Фракционной перегонкой разделяются изотопы хлора в хлороформе и четыреххлористом углероде, аргона I— в жидком аргоне, углерода >— в бензоле и другие. [c.40]

Этот метод применим только для разделения изотопов с сравнительно невысокими массовыми числами, соединения [c.40]

Представляет ценность и метод изотопного разбавления, в котором определяемая карбоновая кислота является радиореагентом, а производное образуется из нерадиоактивного соединения. В этом методе не требуется количественного получения производного. Он особенно удобен и при разделении кислот-гомологов или кислот, родственных по другим признакам, когда применение изотопного разбавления с использованием только Меченой кислоты недостаточно эффективно. Этот метод применялся в работе [115] для анализа смесей хлорированных феноксиуксусных кислот. В этом анализе синтезировали меченые (изотопом С1) и чистые немеченые анализируемые кислоты (например, 2,4-дихлор- и 2,4,5-трихлор-феноксиуксусные). Известное количество меченой кислоты в растворе добавляли к анализируемой пробе, а также к определенному количеству той же самой чистой немеченой кислоты. В раствор с меченой кислотой намеренно добавляли значительные количества [c.160]

Термодиффузия. Осуществляется в газовой или жидкой фазах в противоточной колонне, вдоль оси к-рой расположена нагретая металлич. нить (или трубка), а наружная стенка охлаждается. Перепад т-р вызывает диффузионный поток, что приводит к появлению разности концентраций изотопов в радиальном направлении. Нагреваемая вблизи оси колонны смесь, обогащенная легким изотопом, перемещается кверху, а охлаждаемая у стенок более тяжелая смесь-вниз. Метод ранее применялся при пром. концентрировании сейчас используется для лаб. разделения изотопов мн. элементов. [c.201]

Во время второй мировой войны для количественного разделения изотопов урана при разработке атомных бомб в США использовали масс-спектрометры. После войны для этих целей стали применять более эффективные методы, и большую часть из 1100 огромных масс-спектрометров пришлось демонтировать, но некоторые из них сохранили, и с их помощью было получено по нескольку килограммов чрезвычайно чистых изотопов примерно сорока различных элементов. Теория, описывающая действие этих огромных масс-спектрометров, заключается в следующем. Частица с массой т и зарядом е в магнитном поле напряженностью Н движется со скоростью и по круговой траектории радиусом г, причем центробежная сила уравновешивается отклоняющей силой действия магнитного поля [c.60]

Определение отдельных карбоновых кислот в смесях методом хроматографического разделения существенно облегчается, если сначала превратить эти кислоты в их метиловые эф ры. Этот же подход применим и для определения суммы трех кислот. Производные для радиохимического анализа количественно получают путем обработки кислот а) диазометаном- С в смеси эфир — метанол, б) водой, насыщенной тритием, в эфире и затем нерадиоактивным диазометаном, в) раствором едкого натра и метилата натрия, меченного изотопом Н, в метаноле- Н и г) метанолом- С в присутствии трехфтористого бора. В каждом из этих методов избыток реагента удалить легко, и потому все они имеют высокую чувствительность. [c.152]

Введение двух различных меток в одну молекулу предшественника широко применяется и в более традиционных биосинтетических исследованиях. Существуют хорошо отработанные методики сравнения отношения двух различных изотопов в предшественнике и в продукте метаболизма без химической деградации и, следовательно, без разделения изотопов. К примерам использования этого метода относится применение [ С, Нз] метионина для выяснения деталей механизма метилирования [12], изучение механизма включения [ С, Ы] аминокислот в алкалоиды [13] и [ С, 0] ацетата в орселлиновую кислоту [14]. [c.349]

В течение 70-х годов появились многочисленные предложения применить для разделения изотопов урана новую технологию, которая базируется на использовании лазерного излучения. В результате лазерного воздействия на молекулы, содержащие уран или свободные атомы урана, происходят различные химические или физические превращения, которые и лежат в основе разделения изотопов этого элемента. Для новой технологии характерно разнообразие схем и подходов. В предлагаемой главе приведен обзор основных методов разделения изотопов с помощью лазеров, проведено обсуждение физических процессов, лежащих в их основе, предполагаемых технологических режимов и сформулированы основные требования к лазерам, используемым для разделения изотопов. В главе приведены также некоторые соображения [c.254]

На основании изложенного в настоящей статье можно сделать вывод, что наиболее эффективные ионообменные методы разделения и очистки близких по свойствам катионов основаны на значительном повышении коэффициентов разделения благодаря применению комплексообразователей. Попытки разделения редких земель [58, 59] методами избирательного катионного вытеснения не дали ожидаемых результатов. Представляют интерес исследования по применению ионообменного метода для разделения изотопов лития и калия [60] с применением хроматографической промывки комплексообразователями. Очевидно, что эти методы найдут широкое применение для разделения и очистки органических катионов. Подобные процессы уже применяются в промышленности для извлечения алкалоидов, о чем подробно говорится в статье Анплецвейга и Находа (см. стр. 358). [c.232]

Вопросы разделения изотопов других элементов освещены лишь в нескольких работах. Панченков и др. достигли частичного разделения изотопов кислорода О и О . Тацуо для частичного разделения изотопов бора В ° и В на СаРг при температурах выше 200° применил теплодинамический метод. Попытка разделения изотопов аргона по циркуляционной схеме пока не дала положительных результатов. [c.14]

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]

Термодиффузия находит ограниченное применение в аналитической практике для разделения газообразных соединений. Эти методы применяют в основном для разделения изомерных углеводородов и изотопов. Более широко применяют термодиффузию в препаративной химии. [c.334]

Этот метод широко применяют для разделения изотопов в -колоннах. Он основан на различии в составах жидкой и паровой фаз, находящихся в состоянии термодинамического равновесия. Вследствие переноса массы, в вертикальном направлении-(паром вверх, а жидкостью вниз) фазовое равновесие нарушается. При этом низк01к1 пящий компонент, имеющий при данной температуре более высокое давление паров, концентрируется в газовой фазе в верхней части колонны. В потоке жидкости, направляющемся из верхней части колонны к испарителю (кубу) колонны, накапливаются более высококипящие компоненты. Эффективная дистилляция достигается при циркуляции потоков с отбором небольшой части обогащенного потока. Остальная часть (флегма) возвращается в колонну путем дефлегмации или испарения. В случае разделения изотопов флег-мовое число (отношение количеств жидкости, возвращаемой после конденсации в верхнюю часть колонны, к количеству отбираемой жидкости) имеет очень высокое значение. [c.76]

Термодиф фузионный метод сравнительно широко применяют в. лабораторной практике вследствие удобства работы и простоты аппаратурного оформления. Этот метод используют для обогащения или полного разделения изотопов ряда элементов. С его помощью получены газы с концентрациями изотопов О , N 5, С з, N6 , Ке 2, С135, Krs Кг выше 99,5%. [c.77]

И. э. II рода обусловлены различиями ядерных спинов, энергией 7-квантов, испускаемых после захвата ядром нейтрона, наличием у нек-рых ядер изомеров и т. п. Проявляются, напр., в неодинаковом распределении изотопов и ядерных изомеров между разл. формами в-ва, в к-рых содержатся ядра, образовавшиеся в результате захвата исходными ядрами нейтронов. с, С. Беодонжов. ИЗОТОПНЫЙ АНАЛИЗ, определение относит, содержания изотопов данного элемента в исследуемом в-ве. Примен. при изучении природы и механизма изотопных эффектов, при анализе проб с использ. изотопных индикаторов, для контроля за разделением изотопов, а также в геохимии и биохимии для исследования закономерностей естеств. вариации изотопного состава элементов. Наиб, точный и достаточно чувствит. метод И. а.— масс-спектрометрия. [c.214]

Электромиграцня ионов. В электрнч. поле изотопные моны в р-ре или расплаве пepevIeщaIoт я с разными скоростями и более подвижные концентрируются у соответствующего электрода. Для увеличения эффекта разделения создают постоянный противоток ионов противоположного знака. Напр., при разделении изотопных катионов в катодное пространство добавляют к-т>, содержащую тот же анион, что и исходная соль. Кол-во к-ты эквивалентно кол-ву разрядившихся на аноде анионов. Метод применяют для лаб. разделения изотопов щелочных, щел.-зем. элементов, Ае, С1, Вг [c.201]

NaF) с Fj при 300—450 °С. Применяют для ианесения молибденовых покрытий на графит. Si, металлы и оксиды методом хим. осаждения из газовой фазы, как компонент катализатора гидрирования нефтепродуктов, при разделении изотопов Мо. [c.127]

Во время второй мировой войны в США эф-фузионный метод применялся в больших масштабах для разделения изотопов урана. Используя различие в скорости эффузии газов в зависимости от их массы, этим способом разделяли газы 235иР и 238иР . [c.159]

Хроматография — наиболее часто используемый аналитический метод. Новейшими оматографическими методами можно опрвд шпъ газообразные, жидкие и твердые вещества с молекулярной массой от единиц до 10 . Это могут быть изотопы водорода, ионы металлов, сингетические полимеры, белки и др. С помощью хроматографии получена обширная информация о строении и свойствах органических соединений многих классов. Применение хроматографических методов для разделения белков оказало огромное влияние на развитие современной биохимии. Хроматографию с успехом применяют в исследовательских и клинических целях в самых разных областях биологии и медицины, в фармацевтике и криминалистике дпя терапевтического мониторинга в связи с ростом нелегального употребления наркотиков, идентификации антибиотиков и отнесения их к той или иной группе антибактериальных препаратов, дпя определения наиболее важных классов пестицидов и дпя мониторинга окружающей среды. Такие достоинства как универсальность, экспрессность и чувствительность делают хроматографию важнейшим аналитическим методом. Более десяти работ (1957—1980), выполненных с применением хроматографических методов, были удостоены Нобелевских премий среди авторов методических работ, удостоенных премий, А. Тизелиус (1948), А. Мартин и Р. Синдж (1956). [c.265]

Теория диффузионного метода разделения изотопов довольно подробно изложена в статье Д. Массиньона. Она составлена на основе статей, опубликованных в различных журналах. То же относится и к центробежному методу, который недавно начали применять в полупромышленном масштабе в некоторых странах — Великобритании, Нидерландах, ФРГ, США и Японии. [c.3]

По аналогичному методу Б. В. Дерягин рассматривал переходный поток простого газа через слой шариков [3.34, 3.71] позднее Бретон и Массиньон [3.72] применили такой же метод к теории разделения изотопов, получив для разделительной эффективности пористого фильтра формулу (3.63) с очень сложной функцией Ро Р) и характеристическим давлением [c.81]

Первый способ травления был описан еще в 1962 г. Монко и сотр. [133, 148], которые применили этот метод, травления при приготовлении капиллярных колонок с покрытой адсорбентом поверхностью, предназначенных для разделения изотопов водорода. Они заполняли капилляр на 80% его длины 17%-ным раствором аммиака, запаивали оба его конца и помещали в печь, нагретую до 170° С. Время прогрева выбиралось в соответствии с предполагаемым назначением капиллярной колонки. Если капиллярная колонка предназначалась для проведения газоадсорбционного хроматографического-разделения, то капилляр прогревали несколько десятков часов, чтобы на нем можно было получить слой адсорбента достаточной толщины. Если же разделение-предполагалось проводить методом газо-жидкостной хроматографии, то прогрев длился всего несколько часов. Капилляры охлаждали, вытесняли из них аммиак, азотом и нагревали до 150° С в постоянном токе азота,, который уносил продукты разложения силиката аммония (аммиак и воду). На внутренней поверхности капилляра оставался слой белого силикагеля. [c.63]

Инженерные принципы построения каскада для разделения газов методом проникания аналогичны принхщпам построения гаао-диффузионного каскада для разделения изотопов урана. Эти при -ципы были разработаны в течение второй мировой войны и изложены в работе /53/. Математическая модель каскада с непористыми мембранами в качестве разделительного элемента и модель газодиффузионного барьера с пористыми мембранами различаются между собой только величиной коэффициента разделения. Принципы устройства газоразделительного каскада рассмотрены в работах /47,54,55/. В работе /55/ для вычисления градиентов концентраши многокомпонентной системы, устанавливающихся в каскаде, применялся простой метод расчета, изложенный ниже. [c.338]

МОЛИБДЕНА ГЕКСАФТОРИД MoFe, in, 17,58 "С, IKOT 33,88 °С гидролизуется водой и ее парами раств. в безводном жидком HF. Получ. из элементов прн 300—500 С. Промежут. продукт в произ-ве порошкообразного Мо, а также при нанесении покрытий и изготовлении изделий из Мо и его сплавов методом хим. осаждения из газовой фаэы. Примен. при разделении изотопов Мо. ПДК 5 мг/м. [c.350]