Карбид радиоактивность

Сейчас металлический уран (или окисел иОг, карбид иСг) для целей ядерной энергетики синтезируют в огромных количествах. В ходе ядерной реакции выделяется большое количество энергии, которую отводят чаще всего с помощью воды. Вода ири этом становится радиоактивной, примеси, в ней содержащиеся, также становятся радиоактивными. Поэтому в ядерных реакторах имеется несколько контуров воды, отводящей тепло, с тем, чтобы сделать воду или другой теплоноситель (например, жидкие щелочные металлы), используемую в залах электростанций, нерадиоактивными. Последовательные контуры находятся друг с другом в тесном соприкосновении для теплообмена. [c.228]

Механизм действия катализаторов этого типа изучали по конверсии о-водорода в п-водород, по поведению радиоактивной окиси углерода и спиртов (с изотопом С ), карбидов и карбонильных соединений металлов и т. д. Анализ их структуры был проведен при помощи новейших методов (электронномикроскопического, адсорбционного и т. д.). Состав продуктов реакции определяют обычно при помощи масс-спектрографа. [c.254]

В дальнейшем применение радиоактивного изотопа углерода С " для распознавания образования карбидов на кобальтовом катализаторе показало, что при температуре 200° только около 10% углеводородов образуется через карбид кобальта, а вся основная масса продуктов образуется, минуя стадию образования карбида кобальта как промежуточного продукта. [c.339]

Однако применение недавно открытого радиоактивного изотопа углерода С " в качестве распознавателя образования карбидов при синтезе над железным катализатором показало, что при температуре 260° и ниже только около 10% углеводородов образуется через карбиды, а при 300° только 16% продуктов получается через стадию восстановления карбида. [c.341]

Научные исследования преимущественно посвящены разработке технологии и физико-химических основ процессов получения редких и радиоактивных элементов и сплавов, а также ядерного горючего (окислов, карбидов, нитридов и других соединений) для тепловыделяющих элементов атомных электростанций. [c.428]

Указанные работы Томсона были начаты им в 1957 г., но не следует думать, что радиохимический метод до этого времени вовсе не применялся в каталитических исследованиях. Эммет и Рогинский вполне оценили значение использования меченых радиоактивных соединений для выяснения вопросов о том, какой именно механизм реакции оказывается более верным для данной системы. Рассмотрим классический пример широко известного синтеза углеводородов из окиси углерода и водорода, реакции, для которой Фишер и Тропш [409, 410] нашли эффективные катализаторы почти сорок лет назад. Первоначально были сомнения относительно пути, по которому железный и кобальтовый катализаторы, используемые в этой реакции, позволяют получить большие количества жидких углеводородов. Согласно одному из возможных механизмов этой реакции, получению углеводородов предшествует образование карбидов металлов как промежуточных продуктов. Так, например, образовавшийся карбид железа РегС, реагируя с водородом, мог бы давать углеводород этилен — один из продуктов реакции [c.135]

Из большого числа реактивов, рассмотренных в главе I, этим условиям в наибольшей мере отвечают лишь гидрид кальция, меченый тритием (Ga Hg), и карбид кальция, меченый углеродом ( a i). Выделяющиеся при взаимодействии с водой водород с примесью трития или ацетилен с радиоактивным углеродом с потоком инертного газа поступают в газовый счетчик внутреннего заполнения, где измеряется суммарная активность газа. Зная удельную активность исходного препарата, можно рассчитать количество реактива, вступившего в реакцию с водой, а следовательно, влажность пробы. [c.178]

Исследование этой реакции проводилось с помощью радиоактивного углерода, введенного в катализатор в виде карбида. В этом случае оказалось, что углеводороды практически не содержат радиоактивного углерода, катализатор не является прямым переносчиком атомов углерода и приведенная схема не верна. Аналогично было показано, что окисление окиси углерода в двуокись на двуокиси марганца, меченной тяжелым кислородом, идет без участия тяжелого кислорода и двуокись углерода получается с естественным изотопным составом кислорода [c.519]

Применение радиоактивных изотопов существенно повышает чувствительность метода Лэнгмюра, позволяя определять давление пара таких малолетучих соединений, как карбиды и бориды переходных металлов. [c.255]

Впервые ацетилен был получен, Г. Дэви из карбида калия в 1831 г. карбид кальция был применен Ф. Велером в 1862 г. Карбид магния используют для получения ацетилена, содержащего радиоактивный изотоп углерода С [c.76]

На сходных принципах основана оценка механизма реакции карбидирования железа в диффузионной области пои использовании радиоактивного изотопа углерода С [21]. Образцы железа карбидировали до заданного содержания карбида железа неактивной окисью углерода в циркуляционной установке при атмосферном давлении. По окончании карбидирования неактивную окись углерода удаляли из системы образец дополнительно карбидировали определенным количеством радиоактивной окиси углерода. Затем полученный карбид железа подвергали [c.151]

При протекании реакции карбидирования по механизму 1 образуется слой чистого карбида железа, поверхность раздела которого с фазой железа постепенно продвигается в глубь зерна. При введении радиоактивной окиси углерода последняя должна в этом случае диффундировать через слой неактивного карбида железа и образовывать радиоактивный карбид в глубине зерна. [c.152]

Тогда при гидрировании образовавшегося карбида железа сначала должен выделяться нерадиоактивный метан, а затем радиоактивный, причем удельная радиоактивность метана должна постепенно возрастать до максимального значения в конце гидрирования. Этой ситуации отвечает кривая 1 рис. 34, на котором представлены теоретические зависимости радиоактивности метана от глубины гидрирования для разных механизмов карбидирования. [c.152]

При протекании реакции карбидирования по механизму 2 образование карбида железа будет происходить в поверхностном монослое с последующей диффузией в глубь зерна. В этом случае радиоактивный карбид железа при последовательном карбидировании железа неактивной, а затем радиоактивной окисью углерода будет находиться главным образом в поверхностных слоях образца. В соответствии с этим наибольшая удельная радиоактивность метана, образующегося при гидрировании карбида железа, должна наблюдаться в начале гидрирования (кривая 2 рис. 34). [c.152]

В промежуточном случае карбидирование протекает по обоим механизмам одновременно и реализуется рассмотренная выше (при обсуждении итогов анализа механизма карбидирования кинетическим методом) ситуация содержание радиоактивного карбида максимально на некотором расстоянии от поверхности зерна вблизи конца слоя чистого карбида железа. В соответствии с этим кривая зависимости радиоактивности метана от степени гидрирования образцов карбидированного железа должна проходить через максимум (кривая 3 рис. 34). [c.152]

Методом введения в шихту радиоактивного изотопа Р (в виде фосфата кальция) было показано, что в различных местах ванны печи скорость схода шихты различна [21]. Исследования проводили на круглой печи с расположением электродов по треугольнику. Было обнаружено, что время схода шихты от уровня колошника до расплава составляет 10 мин для фазы III, 20—25 мин для фазы II и 3,5 ч для фазы I. Эти данные говорят как о неравномерности карбидообразования под каждым электродом в период исследования, так и о наличии изолированных реакционных пространств (фаз). Между этими пространствами, однако, возможен обмен, который иногда очень эффективен. На практике следует стараться соблюдать такой режим работы печи, чтобы реакционные зо-ны всех фаз сообщались между собой. Иногда для достижения этого приходится неравномерно корректировать состав шихты под разными электродами. На мощных печах реакционные зоны, как правило, объединены и слив карбида кальция осуществляется через одну летку. Замеры температуры по глубине ванны показывает ее равномерное возрастание от 200 до 1000 °С с температурным градиентом около 30 град./см [22] [c.49]

Голден и Роу [16] предложили простой прибор для исследования переноса радиоактивного карбида вольфрама на поверхность стали и меди при средних скоростях скольжения. Небольшой ползун из карбида вольфрама прижимался к вращающемуся плоскому металлическому диску диаметром около 150 мм. Нагрузка при испытании увеличивалась до 4 кГ, а ползун передвигался от центра диска по радиусу. След износа представлял собой спираль длиной около 6 м. Достоинство этого метода— возможность обработки поверхности разных участков металлического диска различным образом. Точно так же в разных точках спирального пути трения к ползуну можно прилагать неодинаковые нагрузки, а его движение можно ускорять пли замедлять. Влияние изменения условий испытания на интенсивность переноса радиоактивных изотопов оценивалось методом авторадиографии. Для исследований при высоких температурах под вращающимся диском устанавливали электроподогреватель мощностью 500 вт, что обеспечивало температуру в зоне трения порядка 200 °С. [c.49]

Для проверки предположения, что синтез углеводородов из СО и Нг идет через попеременное образование и восстановление карбида металла, в железный катализатор вводили значительное количество радиоактивного карбида железа. Опыт показал, что не более 10 % всего продукта синтеза образуется через карбид (Эммет). [c.560]

Для экспериментальной проверки карбидного механизма синтеза смесь СО и водорода была пропущена над радиоактивным карбидом железа ГваС [360]. Полученная при этом углеводородная смесь содержала только 10—15% от того количества радиоактивного С1 , которое должно было образоваться, если бы РезС действительно было промежуточным соединением. Наконец, свободная энергия образования РезС и РезС из элементов настолько велика, что их восстановление в алифатические углеводороды Се п выше термодинамически невозможно [374], [380]. [c.596]

В пользу правильности представлений Я. Т. Эйдуса говорят последующие работы [33] по исследованию механизма реакции Фишера и Тропша с помощью радиоактивного на различных катализаторах (РедО , Ре—А120з + 310.,- -2г02, Со+ТНОз на кизельгуре). С 0 получалась путем обмена СО с С Юз. Пропусканием Ю над катализаторами был получен слой радиоактивного карбида, над которым из СО+Н2 синтезировали СН . Последний сжигали в СО, и определяли ее радиоактивность, которая во всех случаях была мала. Это показывает, что СН образуется не из карбидного С ", а из обычной смеси СО и Н2. Из карбидного С образуется не более [c.706]

Важный вывод о механизме каталитического синтеза углеводородов изСО и Hj на металлических катализаторах был сделан с помощью индикации радиоуглеродом. Предполагалось, что каталитическое действие металлов, например никеля. Обусловлено промежуточным образованием карбидов (Ni ). Последующее образование углеводородов связывалось с разложением карбидов образующейся в результате промежуточных реакций водой. Однако выяснилось, что если вести реакцию на карбиде, меченном то в подавляющем большинстве случаев радиоактивность не переходит в образующиеся в результате каталитического процесса углеводороды (предварительно были получены доказательства, что карбид и углеводороды в условиях каталитической реакции не обмениваются углеродом), что исключает механизм, связанный с разложением карбида. [c.189]

Уинг и Джонсон [57, 58] измеряли активность трития, используя реакцию обмена с ацетиленом. По этой методике пропускают содержащую тритий воду через карбид кальция и оценивают активность выделяющегося газообразного тритилированного ацетилена с помощью счетчика Гейгера. Гелезунас [23] пропускал жидкую пробу через слой меченного тритием гидрата кальция при температуре 80—155 °С и измерял радиоактивность образующегося газа. В работе [23] утверждается, что предельно обнаруживаемая концентрация воды составляла 1 млрд . [c.521]

Шлек и сотр. [15] при определении 1—2% воды в метаноле использовали насыщенный криптоном карбид кальция [15]. Общая активность крипотона-85, освобождающегося при взаимодействии карбида кальция с водой (по счетчику Гейгера) пропорциональна количеству воды в образце. Были построены градуировочные графики, связывающие наблюдаемую радиоактивность с процентным содержанием воды. Радиоактивность, измеряемая в данном методе, различна для разных партий карбида кальция, насыщенного радиоактивным криптоном, поэтому для канедой новой партии необходимо калибровать прибор заново. [c.533]

Образующийся из ВаС Юз карбид бария разлагается дистиллированной водой выделяющийся при этом ацетилен пропускается через ловущку, охлажденную до —78° С, после чего конденсируется при —196° С. Жидкий ацетилен очищается дистилляцией и вновь конденсируется в газовой бюретке, охлаждаемой до —196° С. Далее ацетилен-Сд гидрируется водородом на палладиевом катализаторе. Образовавшийся радиоактивный этан выдерживается в течение нескольких дней над концентрированной серной кислотой и перегоняется при —160° С (для очистки от примеси бутана). [c.84]

Однородность проб можно существенно повысить тщательным. перемешиванием. Иногда для этой цели применяют ультразвук [288], обычно же порошкообразные пробы растирают в агатовой или яшмовой ступке. Ступки загрязняют пробы алюминием и кремнием. Для особо точного определения малых количеств этих элементов следует применять ступки из других материалов (нержавеющей стали, платины, карбида титана и др.). Для предотвращения потерь порошки растирают под слоем спирта, ацетона или других легколетучих жидкостей. В результате исследования при помощи радиоактивного изотопа Р32 (в виде ЫадРО методов очистки агатовых ступок и полиэтиленовых сосудов установлено, что агатовые ступки после двух-трехкратной чистки порошком, окиси алюминия и промывки концентрированной соляной кислотой практически полностью очищаются от загрязнений. Полиэтиленовые сосуды таким способом очистить не удается [289]. [c.117]

Наряду с широко используемыми реакциями гидрирования для превращения недетектируемых соединений в органические соединения, определяемые пламенно-ионизационным детектором, в конвертерах используется также реакция воды с карбидом кальция, в результате которой образуется ацетилен [40], и реакция двойного конвертирования для регистрации кислорода пламенно-ионизационным детектором [41]. Оригинальным является направление, предложенное Б. Гудзиновичем и В. Смитом [42] для анализа нерадиоактивных соединений радиометрическим методом. Предложенный ими метод основан на том, что неорганический окислитель разрушает клатрат радиоактивного криптона с выделением радиоактивного изотопа, который затем регистрируется радиометрическим счетчиком. [c.180]

Для проверки карбидной теории синтинового процесса проводились следующие опыты. Был синтезирован катализатор, на поверхности которого находилось некоторое количество карбида металла, содержащего углерод-14. Над меченым катализатором пропускали смесь неактивной окиси углерода с водородом. Продукты реакции (углеводороды) не содержали радиоактивного углерода. Кроме того, над неактивным катализатором пропускали меченную окись углерода и водород. В данном случае катализатор не содержал углерода-14. Этими опытами было показано, что не происходит образование карбидов, и, следовательно, отвергнута карбидная теория синтинового процесса. [c.197]

Радиоактивные индикаторы с успехом используются для изучения фазового состава сплавов, характера и условий образования и распределения неметаллических включений. Например, при помощи радиоактивного изотопа хрома-51 проведено исследование содержания хрома в отливках хромистой стали. Радиоактивный индикатор вводился в расплавленную сталь. Из пробы металла электролитическим способом выделялась карбидная фаза. По изменению содержания хрома со временем при различных температурах удалось получить ценные сведения о кинетике кар-бидообразования при отпуске закаленной хромистой стали. Установлено также, что скорость перехода хрома в карбид заметно отличается от скорости перехода его в цементит. [c.206]

Для карботермического восстановления урана из оксидного сырья можно использовать технику и технологию холодного тигля , основанную на прямом частотном индукционном нагреве гиихты ИзОа + + хС, при котором используется ее собственная или индуцированная проводимость. Высокочастотная технология холодного тигля разработана в настоящее время применительно к синтезу бескислородной керамики (карбиды, нитриды и различные керамические композиции см. гл. 7), используется для плавления оксидных керамических материалов [14] низкочастотная технология применяется для крупномасштабного металлотермического производства циркония и гафния из фторидного сырья и рафинирования различных редкоземельных металлов и сплавов (см. гл. 14). В главах 7, 8 и 14 показаны схемы индукционных установок и металлургических печей для синтеза бескислородных керамических материалов, для плавки и рафинирования металлов в дискретном и непрерывно-последовательном режимах по технологии холодный тигель . Эта технология и разработанная техника могут быть, в принципе, использованы в крупномасштабной технологии карботермического восстановления урана из оксидного сырья, однако необходимо проведение НИОКР для решения технологических и аппаратурных проблем. В результате комплекса НИОКР, проведенных в 70-80-х годах, в настоящее время арсенал плазменного и частотного оборудования стал значительно богаче. Так, в 80-х годах появилось металлургическое оборудование типа холодный тигель , работающее на частоте несколько килогерц, применяемое для производства циркония, гафния, редких и редкоземельных металлов, включая скандий появились металлодиэлектрические реакторы, прозрачные к электромагнитному излучению в области радиочастот, используемые для высокотемпературных синтезов бескислородной керамики, для плавления оксидной керамики и даже для остекловывания радиоактивных отходов. Кроме того, проведены НИОКР по созданию комбинированного плазменно-частотного оборудования для решения химико-технологических и металлургических проблем, для некоторых металлургических приложений оборудование мегаваттной мощности уже создано и нашло практическое применение. Результаты этих НИОКР будут изложены в последующих главах очень вероятно, что такое оборудование будет использовано и для внедрения в промышленное производство технологии карботермического восстановления урана из оксидного сырья. [c.319]

Другой возможный путь реакции [411, 412] заключается в том, что окись углерода и водород вначале образуют углеродно-водородно-кислородный комплекс на новерхности катализатора. Эти комплексы могли бы затем служить ядрами для образования высших углеводородов по реакции, напоминающей цепной процесс, нри последующем присоединении к первоначальным комплексам молекул окиси углерода. Используя радиоактивную, меченную С окись углерода, Эммет [412—418] пришел к выводу, что первый механизм не выполняется. Для доказательства этого он использовал следующий метод. Образец железного катализатора частично превращали, подвергая его действию радиоактивной окиси углерода, в РеаС и определяли долю поверхности катализатора, содержащую радиоактивный углерод. После этого железный катализатор, содержащий радиоактивный карбид железа, приводили в соприкосновение с нерадиоактивными окисью углерода и водородом и заставляли эту газовую смесь циркулировать над поверхностью катализатора. Определяя количество радиоактивных углеводородов среди продуктов реакции, Эммет нашел, что только около 10% радиоактивности оказывалось перенесенной с поверхности катализатора в газовую фазу. Следовательно, образование карбида не может быть главным путем, по которому происходит синтез углеродов (см. гл. 8). Более поздние исследования с 1 С [412, 419, 420], в которых использовался такой же подход, привели к выводу, что главными промежуточными продуктами нри образовании высших углеводородов из смесей водорода и окиси углерода, проходящих над катализаторами Фишера — Тропша, являются смеси первичных и вторичных спиртов, образующихся с равной вероятностью. В настоящее время применение С в исследованиях катализа продолжает расширяться [421]. [c.135]

Неустойчивые изотопы Hf и l8o Hf при радиоактивном распаде превращаются в стабильные изотопы той же массы. Присутствие этих изотопов способствует тому, что эффективность гафния как контрольно-стержневого материала не только высокая, но и мало изменяется на протяжении всей работы реактора, т. е. гафний является долгоживущим поглотителем нейтронов. В этом состоит одно из преимуществ металлического гафния и его соединений (карбида, двуокиси) перед такими высокопоглощающими нейтроны материалами, как бористая нержавеющая сталь, нержавеющие стали, содержащие окислы европия или диспрозия, сплав серебра, индия и кадмия, карбид бора и др. Срок службы регулирующих элементов из этих материалов намного меньше срока службы [c.11]

Однако термодинамические расчеты и работы с использованием радиоактивного изотопа углерода С в качестве распознавателя карбидов поз олили достаточно надежно установить, что карбидным путем получается лишь 10—16% от общего количества продуктов синтеза, т. е. что реакция карбидообразования и в случае синтеза над железными катализаторами имеет подчиненное зна чение. [c.205]

С как вспомогательное вещество. Железные и кобальтовые катализаторы были науглерожены (Куммер, Девитт, Эмметт [116]) частично действием нормальной окиси углерода и частично действием радиоактивной С Ю. Скорость появления С углерода в углеводородах, полученных при синтезе, должна была внести ясность в вопрос о том, являются ли карбиды промежуточными продуктами синтеза. Вывод, сделанный на основании этой работы, заключался в том, что только небольшая часть углеводородов могла быть получена путем гидрирования объемного карбида при условии, что катализатор в отношении активности является однородным. Однако, исходя из предположения о неоднородности реагирующей поверхности, нельзя полностью исключить возможность того, что большая часть углеводородов образовалась через промежуточную стадию образования карбида. [c.249]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология