Изотопы разделение дистилляцией

Наибольшее значение из них имеют радиоактивные индикаторы, представляющие собой радиоактивные изотопы некоторых элементов. Радиоактивные изотопы применяют при изучении процессов осаждения, экстракции, хроматографического разделения, дистилляции, растворения, адсорбции, кинетики реакций и т. п. [c.139]

Дистилляция в противоточных колоннах. Навстречу друг другу движутся потоки разделяемой смеси в виде пара и жидкости. Обычно жидкость обогащается тяжелым изотопом, пар — легким. Примен. для пром. разделения изотопов водорода, в меньших масштабах — В, С, Ы, О. [c.214]

После отделения макрокомпонента, а если он при облучении не дает высокой активности, то сразу после растворения образца, схема химических операций обычно слагается из следующих этапов разделение смеси определяемых элементов на группы, разделение групп на отдельные элементы и последующая очистка каждого элемента. При этом элементы, образующие при облучении более короткоживущие изотопы, стараются выделить на первых операциях. Чаще всего при разделении смеси элементов на группы используют операции осаждения, а в дальнейшем для выделения и очистки отдельных элементов применяют более селективные методы экстракцию, дистилляцию, хроматографию, осаждение органическими реактивами, осаждение в присутствии комплексообразующих веществ и т. д. [6—8]. Для определения химического выхода носителей на последней операции каждый [c.10]

Рассмотрим получение о-, м- и п-дибромбензолов, содержащих радиоактивный изотоп брома (при облучении бромбензола нейтронами) [114]. После облучения производится разделение органических веществ (бромбензола и дибромбензола) и неорганических форм брома, возникающих в результате радиоактивной отдачи при реакции (п, у)- Бром, находящийся в форме свободных атомов и ионов, удаляется из органической фазы многократной экстракцией водным раствором сульфита натрия, содержащего в качестве носителя иодид калия. После добавления к органической фазе неактивных изомеров дибромбензола в качестве носителя производится отгонка бромбензола. Для более полного удаления радиоактивного бромбензола добавляется неактивный бромбензол и снова производится дистилляция. Эта операция повторяется до полного устранения активности в дистилляте, связанной с присутствием бромбензола. Для определения удельной активности смеси изомеров дибромбензола аликвотная часть вещества омыляется щелочью, образующийся бромид-ион осаждается в форме А Вг, после чего измеряется активность осадка. [c.62]

Для разделения обоих изотопов природного лития применяются методы, основанные на специальных приемах дистилляции, на различной подвижности изотопов в расплавленном электролите, а также метод обмена изотопами между спиртовым раствором хлорида лития и литиевой амальгамой [1215, 1240]. [c.472]

Физико-химические методы разделения, основанные на изотопных эффектах в структурных свойствах атомов и молекул. Это методы изотопного обмена, дистилляции, и др., в которых изменение атомной массы приводит к изменению энергии связи молекулы. Хотя эти методы нельзя считать универсальными, в отдельных важных случаях, особенно при разделении лёгких изотопов, они обеспечивают вполне приемлемые коэффициенты разделения, производительность и низкие энергозатраты [9] [c.357]

Для выделения PH из материала мишени, их очистки и концентрирования используют различные комбинации физико-химических методов осаждение, экстракцию, ионообменную хроматографию, дистилляцию, электроосаждение, электромагнитное разделение изотопов. Выбор методов определяется физико-химическими свойствами материала мишени и содержащихся в ней наработанных радиоактивных изотопов, а также требованиями к качеству конечного препарата (высокая степень чистоты, состояние PH без носителя, высокая удельная активность). Важную роль играют фактор времени, особенно в случае короткоживущих изотопов, и экологические нормы, требующие минимизации радиоактивных отходов. [c.335]

В связи с тем что летучесть веществ с разным изотопным составом несколько различна, они могут быть разделены методом дистилляции. В общем случае коэффициенты разделения для дистилляционного процесса ниже, чем для процессов химического обмена. Следовательно, для дистилляционного метода разделения изотопов необходимо значительно большее число ступеней, но в этом процессе флегму можно получить значительно проще, чем в методе химического обмена, так как вместо реагентов здесь требуется лишь нагревание (для кипячения) и охлаждение (для конденсации). В связи с простотой этой операции иногда оказывается более экономичным разделять изотопы дистилляционным методом, чем методом химического обмена. Коэффициенты разделения для тяжелых элементов в дистилляционном методе, как и в методе химического обмена, настолько малы, что практическое использование этого метода также должно быть ограничено легкими элементами. [c.348]

Дистилляция применяется для крупномасштабного разделения изотопов нескольких элементов, В разделе 13,7 рассматривается применение дистилляции воды и водорода в крупных масштабах для производства тяжелой воды. [c.349]

Поскольку небольшие термодиффузионные колонны имеют легкую и недорогую конструкцию, они оказались весьма полезными для получеиия небольших количеств разделенных изотопов для исследовательских целей. В настоящее время эти колонны применяются для выделения 0 из тяжелого кислорода, полученного при дистилляции воды. Но из-за довольно низкого термодинамического к. п. д., длительных простоев и малой производительности колонн термодиффузия не может конкурировать с другими методами крупномасштабного разделения. [c.360]

Хотя изотопы любого элемента весьма близки по своим химическим свойствам, в ядерных реакциях они ведут себя как совершенно различные вещества. Поэтому разделение изотопов ряда элементов, особенно и дейтерия и водорода, имеет большое значение для ядерной технологии. Однако близость основных физических и химических свойств изотопов делает их разделение необыкновенно трудной задачей, для решения которой потребовалась разработка ряда специальных процессов. Несмотря на новизну некоторых способов разделения изотопов, они все же имеют много общего с дистилляцией и Другими обычными методами разделения. [c.364]

В этой главе рассматриваются методы разделения изотопов, применяемые в промышленном масштабе особое внимание уделяется производству дейтерия. Обсуждаются следующие три метода дистилляция, электролиз и химический (изотопный) обмен. [c.407]

Коэффициентом разделения при дистилляции является относительная летучесть, выраженная через равновесные атомные концентрации легкого изотопа в паре г/ и в жидкой фазе х, [c.407]

Благородные газы. В табл. 11.1 приведены также отношения давлений паров а,, для благородных газов — гелия, неона, аргона и ксенона. Значения очень велики для гелия, невысоки для неона, мало отличаются от единицы для аргона и равны единице для ксенона. Эти данные иллюстрируют общее правило дистилляция может служить приемлемым методом лишь для разделения изотопов наиболее легких элементов она неэффективна при молекулярных весах, значительно превышающих 20. [c.409]

Углерод, кислород и азот. Из остальных соединений, перечисленных в табл. И. 1, только СО и НгО эффективно концентрировались дистилляцией. Вообще дистилляция становится мало эффективной в случае изотопов с малым естественным содержанием и коэффициентом разделения меньшим 1,01 в подобных случаях для обеспечения заданной производительности требуется очень большой завод, а время установления равновесия очень велико. Последнее объясняется тем, что при дистилляции задержка рабочего вещества на единицу разделительной мощности сравнительно велика (поскольку рабочим веществом является жидкость). Эта трудность менее существенна для процессов разделения, протекающих в газовой фазе — например, для газовой диффузии. [c.409]

Завод Гидрокарбон Рисерч . Схема завода, спроектированного Гидрокарбон Рисерч [19] и предназначенного для дистилляции газа синтеза аммиака, аналогична схеме рис. 11. 1, отличаясь дополнительным оборудованием для очистки газа синтеза и глубокого охлаждения. Проблемы, связанные с этой частью завода, здесь не рассматриваются, так как они относятся к криогенной технике и не специфичны для разделения изотопов основные особенности завода описаны в докладе Бенедикта [2]. [c.413]

Некоторые принципы проектирования установок для разделения изотопов с минимальной стоимостью продукции иллюстрируются ниже на примере приближенного расчета оптимальных условий дистилляции воды (с учетом двух указанных выше возможных улучшений). [c.422]

Рассмотренные в предыдущей главе методы разделения изотопов не применимы для элементов с атомным весом, превышающим 40, так как в этом случае коэффициенты разделения будут практически равны единице. Для элементов с высокими атомными весами используют диффузионные методы разделения или газовые центрифуги. Эти методы можно применять и для разделения изотопов легких элементов, однако в последнем случае дистилляция и изотопный обмен более эффективны. [c.475]

Возможность очистки топлива дистилляцией фторидов основана на различии в летучестях гексафторида урана UFa и фторидов продуктов деления. За редким исключением, фториды продуктов деления менее летучи, чем UFo. По этой причине даже при грубой перегонке можно добиться значительной очистки. Привлекательность этого метода для химиков и технологов, занимающихся проблемами разделения, объясняется двумя причинами. Во-первых, основные принципы и технология фракционной перегонки достаточно хорошо разработаны и освоены. Вторая причина связана с особой ролью UFg при разделении изотопов. Весьма выгодна с экономической точки зрения возможность регенерации урана этим методом непосредственно в виде UFe в тех случаях, когда регенерированный уран должен направляться на обогатительную установку для увеличения в нем концентрации урана-235. [c.469]

Сейчас успешно применяется ряд методов разделения стабильных изотопов [51, 57—59]. Но наиболее выгодным из них в применении к изотопам легких элементов в большинстве случаев является фракционная дистилляция. Во-первых, она основана на равновесном процессе, вследствие чего требует сравнительно небольших затрат энергии. Во-вторых, в указанных случаях для дистилляции характерна сравнительно большая эффективность однократного акта разделения. [c.9]

Оба эти преимущества относятся и к другому важному методу разделения — химическому обмену изотопами между определенными соединениями данного элемента. Но дистилляцию удается вести обратимо в значительно большей мере, чем обмен, вследствие чего первый процесс обычно более экономичен [58]. [c.9]

Имея в виду изыскание наиболее эффективных исходных веществ для концентрирования изотопов С , 0 и путем фракционной дистилляции, некоторые авторы различными методами подробно изучили коэффициенты разделения или давления пара изотопных разновидностей окисей углерода и азота, а также молекулярных азота и кислорода. [c.26]

Разработка указанных выше основных процессов и аппаратов, а также других прогрессивных методов разделения и очистки веществ стимулируется непрерывно расширяющимся за последние годы промышленным использованием атомной энергии, значительным развитием производств изотопов некоторых элементов (урана, водорода и др.), полупроводниковых материалов, мономеров, полупродуктов для синтетических материалов и т. д. Эти отрасли новой техники предъявляют повышенные требования к чистоте продуктов я четкости разделения смесей. Для решения подобных проблем разрабатываются процессы пленочной ректификации, молекулярной дистилляции (глава XII), экстракционного разделения (глава XIII) и другие. [c.12]

Обычная ректификация позволяет разделять компоненты с близкими температурами кипения при разности между последними вплоть до 0,5° ори применении ректификационных колрнн с числом теоретических ступеней разделения (тарелок) порядка 400—5 00, как это требуется при разделении изотопов, удается разделять смеси компонентов, температуры кипения которых различаются всего лишь на 0,05°. Путем использования избирательных методов, а в трудных случаях комбинированием с другими способами разделения, например с экстракцией и, главным образом, с газовой хроматографией, удается производить разделение смесей, до сих пор считавшееся неосуществимым. В следующих главах будут более подробно изложены сложные процессы ректификации, которые были теоретически детально рассмотрены Куном, а также Куном и Риффелем [3]. До проведения любой перегонки (это относится как к дистилляции, так и к ректификации), прежде чем начать расчеты, необходимо решить целый ряд вопросов. В табл. 3 приведена рабочая схема, которая должна оказать помощь при решении отдельных. проблем разделения. [c.46]

В настоящее время для получения стабильных изотопов иопользуют методы дистилляции, химического (изотопного) обмена, тёрмодиффузии, центрифугирования, массндиффузии, газовой хроматографии, ионного обмена и др. При помощи электромагнитного. разделения (масс-спектрометрии) можно получить в небольших количествах все стабильные изотопы, в том числе изотопы водорода, гелия, неола, ксенона. [c.76]

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]

Интересным применением метода химического обмена является разделение изотопов бора. Газообразный ВРз образует легко диссоциирующие жидкие комплексы с эфирами, такими, как днметиловый эфир (СНз)20, диэтиловый эфир (С2Н5)20 и анизол СбНбОСНз. Флегма для обмена между ВРз и одним из этих комплексов легко получается диссоциацией комплекса при нагревании в нижней части колонки и взаимодействием эфира с трифторидом бора в верхней части колонки. Дистилляцией ВРз-(СНз)2О в США был выделен изотоп В °, применявшийся в счетчиках нейтронов и регулирующих стержнях. Производительность установки в Ннагара-Фолсе (штат Нью-Йорк) составляет 453,6 кг бора в год, обогащенного по изотопу В ° на 92—93%. Эта установка начала функционировать в 1954 г. и в 1958 г. была законсервирована. В каскаде из шести иасадочных колонок происходил обмен между ВР , образующимся из поднимавшейся вверх сильно диссоциированной паро- [c.347]

Помимо производства тяжелой воды дистилляция служит в основном для обогащения В . На установке в Кейпенхёрсте (Великобритания) производительностью 26,5 кг в год бора 95%-ного по В ° и на небольшой установке по производству В ° в Лейпциге (ГДР) разделение изотонов основано на низкотемнературной дистилляции ВРз. На британском заводе применен каскад из двух насадочных колонок, работающих при —100° С и снабженных вакуумированной рубашкой. Коэффициент одноступенчатого разделения равен 1,0075. В этом процессе легкий изотоп В ° концентрируется в жидкости. Интересно отметить, что, хотя в большинстве дистил-ляционных процессов тяжелые изотопы концентрируются в жидкости, эта закономерность не соблюдается для случая разделения изотопов бора. Так же необычно ведет себя при дистилляции не только ВРз, но и ВСЬ, дистилляция которого осуществляется редко из-за низкого коэффициента разделения. То же самое можно сказать и о процессе обменной дистилляции ВРз-(СНз)20. [c.349]

В Ок-Риджской национальной лаборатории построен каскад для получения экснериментальных количеств кислорода, высокообогащенного по О , вместе с побочный продуктом 04 Каскад представляет собой комбинацию колонок для дистилляции воды и колонок для термодиффузионного разделения изотопов кислорода (см. раздел 13.8). [c.349]

Для разделения изотопов был применен также метод дистилляции, получивший название молекулярной дистилляции. В этом методе жидкость испаряется на нагретой поверхности в условиях глубокого вакуума и конденсируется на расположенной рядом холодной поверхности. Степень разделения зависит не от равновесия системы жидкость — пар, а от скорости испарения. Но значения коэффициентов одноступенчатого разделения приблизительно равны таковым для газодиффузионного метода разделения изотопов. Хотя в лабораторном масштабе была показана возможность разделения изотопов лития, ртути и урана, до сих пор не появилось сообщений о практическом использовании этого метода. Проводилась дистилляция стойких жидких соединений урана, пентаэтилата и пентаизопропилата урана [11(ОК)5], где К представлен радикалами С2Н5 или ИЗО-С3Н7. Другие элементы, ртуть и литий, дистиллировались в виде металлов. [c.350]

К видоизмененному методу обменных реакций относится метод обменной дистилляции, который пригленим, если используемое жидкое соединение, испаряясь, диссоциирует в газовой фазе. Примером служит разделение изотопов бора ( °В и В) с помощью координационного соединения ВРзО(СгН5)2. [c.26]

Из всех этих веществ только водород имеет такое же благоприятное отношение давлений паров, как и обычные смеси, разделяемые дистилляцией в промышленности. Однако коэффициент разделения изотопов водорода значительно ниже, чем приведенное в табл. 11. 1. отношение давлений паров это связано с неи-деальностью раствора Из— НО в жидкой и газовой фазах. Кроме того, во избежание подсоса воздуха, желательно работать при давлении выше атмосферного. В практически приемлемых уело- виях, при 1,6 ашл , коэффициент разделения составляет около 1,40. Это — самый высокий коэффициент разделения при концентрировании дейтерия дистилляцией. [c.408]

Кроме коэффициента разделения, при выборе оптимального процесса разделения изотопов должны быть рассмотрены такие факторы, как производительность отдельных аппаратов и расход энергии на единицу получаемого конечного продукта. С учетом этих факторов дистилляция и химический обмен более выгодцы [c.520]

Различие давлений пара изотопных веществ привлекло большое внимание исследователей главным образом в связи с применением фракционной дистилляции для разделения изототзов. Впервые Бренстед и Гевеши [31 ] в 1920—1921 гг. методом частичного испарения получили небольшое разделение изотопов ртути, а также хлора в хлористом водороде. Кеезом и Ван-Дейк [27] в 1931 г. добились частичного разделения изотопов неона. Годом позже Юри, Брикведд и Марфи [28] фракционной перегонкой жидкого водорода достигли 25-кратного обогащения его дейтерием, что привело их к открытию последнего. Тем же путем в 1935 г. [29] был получен 50%-ный, а в 1939 г. [30]— чистый дейтерий (6400-кратное обогащение). [c.8]

Так как отношение MJMx всегда точно известно, то, вычислив ащ по результатам анализа изотопного состава конденсата и кубовой жидкости, согласно (1.1), можно найти отношение Р Р - Однако этот метод мо-жеть быть применен только тогда, когда величина [(Р /Ра) U значительно больше абсолютной ошибки определения ам. Выполненные до сих пор работы по молекулярной дистилляции [112—114] не отвечают этому условию они имели целью определение коэффициента разделения, а не отношения давлений пара компонентов. Например, Н. М. Жаворонков и сотр. [112] экспериментально установили, что для изотопов Li и Li ам = 1,09 + 0,02. Так как (Li ) / ilfv. (Li ) = 1,080, то из (1.15) следует, что Р (Li ) / P (Li ) = 1,009 + 0,02, т. е. в данном случае отличие отношения давлений пара от единицы, характеризующее изотопный эффект, находится в пределах ошибки определения величины а. [c.14]

Тод и Смит [161], Кронбергер [141], Г. Г. Девятых и А. Д. Зорин [146, 163] изучали коэффициент разделения изотопов кислорода методом релеевской дистилляции, исходя из природного кислорода. В первых двух [c.29]

Н. М. Жаворонков и сотр. [173] методом релеевской дистилляции изучали также коэффициент разделения С1Щ4 и С1 Н4. К природному метану, который предварительно очищался от примесей посредством ректификации, добавлялся метан, меченный изотопом (Он получался путем сплавления С НдСООКа с КаОН.) Анализ изотопного состава производился по радиоактивности. Полученные результаты, относящ иеся к интервалу температур 92,0—110,5° К, выражаются уравнением [c.35]

В работе [211] было изучено разделение изотопов углерода и кислорода при фракционировании метанола. И в этом случае установлены изотопные эффекты, противоположные по знаку. Тяжелый углерод накапливался в дистилляте, как это наблюдалось нри разгонке хлороформа, четыреххлористого углерода и бензола, а тяжелый кислород концентрировался в остатке (табл. 35). Однако если при дистилляции СС14 и СНС1з положительный изотопный эффект относительно С в процентном выражении в десятки раз превышал отрицательный эффект относительно С1 , то при разгонке метанола, наоборот, отрицательный изотопный эффект относительно 0 в процентном выражении почти в десять раз превышал положительный эффект относительно С . [c.51]

В исследовании разделения изотопов при ректификации воды Берчи и Кун [278] установили, что в равных условиях фракционирование изотопов кислорода при дистилляции НгО несколько сильнее, чем при дистилляции В2О. Для уточнения соответствующих данных Берчи и Тюркауф [72, 277] провели специальную работу по релеевской дистилляции ряда образцов Н2О и ВаО, одни из которых содержали 0,2 ат. % О , другие — 1 % 0 . По полученным результатам вычислено, что в интервале 30—100° С величина [1—Р (В20 )/Р (ВаО )] на 15—10% меньше величины [1 — [c.70]