Неона изотопов разделение

Началом масс-спектрометрии как научного направления и как инструментального метода изучения органических веществ являются работы В. Вина (1898), который установил, что положительно заряженные частицы, перемещающиеся в электрическом и магнитном полях, отклоняются от прямолинейного направления, причем величина отклонения зависит от массы и заряда частицы. Этот принцип разделения ионов использовал Дж. Томсон (1912) для доказательства существования двух изотопов неона. Метод масс-спектрометрии основан на ионизации молекул, разделении ионов в газовой фазе, которое происходит в зависимости от соотношения их массы и заряда, и регистрации разделенных ионов. По физическому принципу метод масс-спектрометрии отличается от оптических методов спектрометрии (ИК-, УФ-, КР-) и ЯМР. При изучении вещества этими методами их молекулы сохраняются. Поглощая энергию электромагнитного излучения того или иного рода, молекулы переходят на более высокий энергетический уровень, в колеба-тельно-возбужденное, электронно-возбужденное или спиновое [c.3]

Исследовалось разделение изотопов неона, криптона и ксенона при разряде в каждом из газов, разделение изотопов неона и криптона при разряде в смесях неон — криптон, разделение самих газовых смесей. Использовавшиеся в экспериментах газы имели природный изотопный состав. Пробы газов отбирались из катодного и анодного балластных объёмов после установления в них равновесной концентрации изотопов. Постоянная времени установления равновесной концентрации изотопов в балластных объёмах достигала 60 мин (Хе, р = 10 Тор, L — 170 мм, d = 3 мм, / = 10 А). [c.347]

Методы низкотемпературной ректификации (см. разд. 5.3.1) обычно применяют для разделения смесей изотопов Н—О, В— В, —а также изотопов инертных газов — гелия, неона и аргона. [c.222]

Метод использован для разделения изотопов неона, водорода, ар го на, азота и углерода (в виде метана) и др. [c.78]

В качестве пористых перегородок при диффузионном методе разделения стабильных изотопов применяются различные материалы. Астон впервые в истории изотопных исследований добился определимого разделения стабильных изотопов неона именно методом диффузии через пористые глиняные перегородки. Чрезвычайно эффективными оказались диффузионные конструкции, где роль порисТой перегородки играет струя пара ртути. [c.41]

Рис. 4.6. Устройство масс-спектрометра и разделение с его помощью масс трех изотопов неона.

Разделение изотопов методом газовой диффузии в лабораторном масштабе впервые проводили Линдеман и Астон [3.5], чтобы получить изотопные смеси, обогащенные малораспространенными изотопами, для определения масс изотопов и для изучения атомных и молекулярных спектров. Первые результаты по изотопному обогащению методом газовой диффузии получили Астон для изотопов неона [3.6] и Харкинс для изотопов хлора [3.7] н ртути [c.52]

Ввиду того что испытания пористых фильтров на UFe достаточно сложны и потому их проводят лишь в последнюю очередь, прототипные пористые фильтры испытывают на изотопных смесях благородных газов, например на смеси изотопов неона Ne и 2-Ne [3.76] или аргона < Аг и Аг [3.223]. Простое соотношение пропорциональности (3.137) между коэффициентом обогащения ступени (а —1) и разделительной эффективностью пористых фильтров 5 здесь неприменимо, так как идеальный коэффициент разделения ао (3.4) в этом случае недостаточно близок к единице. Поэтому вместо (3.137) должно применяться уравнение (3.145). Критерии подобия для давлений Р, Р и температуры в случае работы на аргоне и гексафториде урана приведены в соотношении (3.72). [c.130]

До сих пор большинство экспериментов с вращающейся плазмой было выполнено в разрядах прн средних и низких начальных давлениях рабочего газа 1—25 и 10" —10 мбар (1 бар = = 10" Па). Эксперименты прн средних давлениях (см. разд. 7.2) выполнялись на водороде [7.10], гелии, аргоне, криптоне [7.11, 7.12] и неоне [7.13] при низких — на аргоне (см, 7,3), Разделение ио массам, в том числе разделение изотопов, наблюдалось в нескольких экспериментах [7,11—7,16]. [c.278]

Самые первые попытки разделения изотопов газовой диффузией через пористую трубку предпринял в 1913 г. Астон фактически ещё до открытия изотопов. В 1920 г. было достигнуто небольшое обогащение изотопов неона [4] и хлора [5]. В 1932 г. Герц [6] на каскаде из 24 ступеней получил неон с обогащением 75% по Ые, что намного выше его природного содержания (10%). Вслед за тем каскад из 50 ступеней был применён для практически полного разделения изотопов неона [7] и смеси водорода с дейтерием [8, 9. На каскаде из 34 ступеней было произведено обогащение метана изотопом 13с до 16% [10]. [c.136]

Как видно из табл. 6.8.7, на цеолитах коэффициент разделения всех рассмотренных изотопов, за исключением неона, значительно выше, чем при [c.270]

Поддержание сильноионизованной плазмы с достаточной плотностью связано со значительным энерговкладом, что приводит к техническим трудностям поддержания разряда. Попытки уменьшения энерговклада путём снижения давления не приводят к успеху, так как по мере приближения к бес-столкновительному режиму обычный разряд становится неустойчив [33]. Для поддержания и ускорения такой сильноионизованной плазмы в [34] был предложен пучково-плазменный разряд, в котором плазма в скрещённых полях создаётся независимым способом с помощью электронного пучка. Электронный пучок, проходивший по оси разрядной камеры, приводил при определённых условиях к практически полной ионизации газа. Разряд устойчиво поддерживался в диапазоне давлений вплоть до нескольких единиц на 10 Тор. Коэффициент разделения изотопов неона достигал о = 1,28 [34]. [c.335]

Первоначально было показано, что разделение изотопов происходит в основном в суженной части разрядной трубки, т. е. на участке разряда с высокой плотностью тока. В расширенных частях, около катода и анода, разделение незначительное. Величина коэффициента обогащения е пропорциональна току разряда I, длине сужения L и обратно пропорциональна площади сечения суженной части IL/d . На рис. 7.4.10 представлены зависимости изотопного разделительного эффекта от начального давления в разрядной трубке при разряде в ксеноне, криптоне и неоне. Для разряда в ксеноне использовались разрядные трубки с сужениями различной длины и диаметра. В интервале р = 10-ь 15 Тор, не показанном на рисунке, величины коэффициентов обогащения практически не изменяются. Следует заметить, что в среднем выполнялись соотношения гне/ Кг < [c.347]

Ряд работ посвящен разделению изотопов других элементов неона, азота, кислорода, криптона и ксенона [210]. [c.223]

Оказались весьма эффективными методы разделения легких изотопов и особенно На и Од, основанные на различии межмолеку-лярных взаимодействий. Очень прост в принципе способ селективной абсорбции. Основной задачей здесь является подбор соответствующего растворителя. Для смеси На и НВ теоретически и экспериментально было изучено [18] большое число растворителей ЫНд, 50,, СН4, Н,5, N0, СОа, Аг, N2, Ые. Исследования проводились в широких интервалах давлений (1—200 ат) и температур (27-—240°К). Было установлено, что почти во всех случаях Нб растворяется лучше, чем На- В качестве показателя возможности разделения можно взять отношение коэффициентов Генри для НВ и На. Для большинства абсорбентов это отношение лежит в пределах 1,03—1,2 и только для жидкого неона оно очень велико (около 3,23). Используя лучшую растворимость НО в жидкости,, можно создать схему непрерывного извлечения дейтерия из какого-либо водородсодержащего газа. Расчеты показали, однако, что такая схема по затрате энергии не выдерживает конкуренции с другими (см. ниже). [c.9]

В реальных случаях обычно требуется меньшее число разделительных ступеней, чем это следует из формулы (8-16). Метод газовой диффузии с успехом применялся также для разделения изотопов неона, аргона, азота, кислорода и углерода. Для того чтобы в результате диффузии могло происходить повышение концентрации соответствуюших молекул, диаметр отверстий в перегородке должен быть меньше десятой части среднего свободного пробега молекул, т. е. 0,01 мк. Диффузионная перегородка должна быть прочной, чтобы выдерживать разность давлений, и коррозионноустойчивой. Чтобы поддерживать пониженное давление, установка для разделения изотопов урана этим методом должна обладать также высокой герметичностью. [c.610]

Еще в 1898 г. Вин показал, что каналовые лучи представляют собою пучок положительных ионов, изменяющих свое направление в магнитном поле. Вин также обнаружил неоднородность этих пучков. Томсон (1910), применяя электростатическое и магнитное поля, зафиксировал на фотопластинке разделение пучка положительных ионов, образующихся при ионизации неона, и тем самым дал впервые доказательство существования изотопов. Впоследствии этот метод стал применяться для открытия изотопов и анализа их распределения в природных материалах. Астон (1919) построил для этой цели прибор, позволивший получить с помощью электрического и магнитного полей картину распределения положительных ионов с различным отношением массы к заряду, аналогичную той, которую получают в оптическом спектроскопе, почему его инструмент и был назван масс-спектрографом . [c.253]

Преимуществом таких колонн является их конструктивная простота. Именно с помощью такого типа колонн в 1938 г. К. Клу-зиусу и Г. Диккелю [72] впервые удалось применить принцип противотока к термодиффузионному разделению смесей водорода и углекислого газа, гелия и брома для концентрирования кислорода в воздухе, тяжелого изотопа N6 в обычном неоне, изотопа С1 в хлористом водороде. В последующих опытах [2, 3], используя систему колонн общей длиной около 36 м, авторы достигли очень хорошего разделения Н С] и Н С1 друг от друга в обычном хлористом водороде (в верху колонны — 96% Н С1, в низу колонны — 99,4% Н С1). Полученная в их опытах величина фактора разделения ( 4000) позволила оценить значение [c.297]

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]

Эти газы, а также криптон и ксенон получают из воздуха путем его разделения при глубоком охлаждении. Аргон, в связи с его сравнительно высоким содержанием в воздухе, получают в значительных количествах, остальные газы — в меньших. Аргон в природе образуется в результате ядерной реакции из изотопа jgK. Неон и аргон имеют широкое применение. Как тот, так и другой применяются для заполнения ламп накаливания. Кроме того, ими заполняют газосветные трубки для неона характерно красное свечение, для аргона — синеголубое. Аргон как наиболее доступный из благородных газов применяется также в металлургических и химических процессах, требующих инертной среды. Так металлы Li, Be, Ti, Та в процессе их получения реагируют со всеми газами, кроме благородных. Используя аргон в качестве защитной атмосферы от вредного вляния кислорода, азота и других газов проводят аргонно-дуговую сварку нержавеющих сталей, титана, алюминиевых и алюн <ниево-магниевых сплавов. Сварной шов при этом получается исключительно чистый и прочный. [c.493]

Для разделения водорода и дейтерия, а также изотопов инертных газов — гелия, неона и аргона — до настоящего врелшни применяют метод низкотемпературной ректификации (см. главу. 5.31). Используя некоторое различие в упругостях паров сж1г-/кенных газов, посредством низкотемпературной ректификации можно получить значительное обогащение. В табл. 41 приведены [c.247]

В настоящее время для получения стабильных изотопов иапользуют методы дистиллядии, химического (изото цного) обмена, термодиффузии, ценгрнфугирования, массчдиффузии, 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, неона, ксенона. [c.76]

Наиболее точный и полный набор экспериментальных данных по разделению бинарных смесей изотопов неона в длинных и коротких капиллярах, а также в параллельных щелях опубликовали Фейн и Браун [3.76]. Они исследовали длинные капилляры в эпоксидной смоле, метилметакрилате и стекле, короткие капилляры из золота и параллельные пластины из стали, причем эффективный радиус пор Др (см. разд. 3.4.2), определявщийся по проницаемости для вязкого потока, составил 5—25 мкм (табл. 3.2). [c.83]

На короткое время (порядка 1 мс) плазма может создаваться путем разряда конденсаторной батареи через газ. Первые попытки разделить изотопы в импульсном разряде были сделаны Боневье [7.37]. Еге эксперименты с водо-родио-дейтериевыми смесями трудно интерпретировать, так как они были выполнены в сложной тороидальной геометрии — вращение плазмы подобно вращению автомобильной шины. Импульсный характер процесса ие позволяет нптерпретировать результаты в терминах стационарного состояния локальные параметры плазмы неизвестны. Подобные эксперименты, но с лучшим знание.м параметров плазмы были выполнены на неоне Кэрнсом [7.38], который получил коэффициент разделения 1,1. [c.296]

Способов разделения урана-235 и урана-238 разработа но немало. Чаще всего пользуются методом газовой диффу зии. Суть его в том, что если через пористую перегородку пропускать смесь двух газов, то легкий будет проходит быстрее. Еще в 1913 г. Ф. Астон таким путем частичн( разделил изотопы неона. [c.366]

Этот метод диффузии через пористые перегородки был в свое время использован Релеем и Рамзаем для разделения газов атмосферы. Поскольку при однократном прохождении газовой смеси эффективность разделения невелика, то применяют каскадный принцип. Так, например, Гертц, применяя этот принцип многократного прохождения смеси через пористую перегородку, разделил изотопы неона. Этот метод был в дальнейшем использован для разделения изотопов урана Ге и Ре). Здесь соотношение составляет всего лишь 1,0043, но число прохождений около 4000, что дает возможность получить 11 Ре чистотой около 99% [120]. Однако для этого потребовалась мощная система насосов и компрессоров (238 тыс. ка). [c.205]

Глюкауф и Китт [62 ] пытались также разделить изотопы неона, но вследствие малого различия коэффициентов адсорбции на древесном угле удалось осуществить лишь обогащение смеси одним из изотопов, но не полное разделение последних. [c.402]

Впервые метод был использован Герцом [869] для разделения изотопов неона в малых масштабах. Установки диффузионного разделения более экономичны при работе в больших масштабах метод был использован для выделения и на установках, занимавших площадь в несколько квадратных километров. [c.458]

В более ранней литературе [741, 742] можно найти сведения о частичном разделении изотопов неона 20 и 22 на активированном угле нри —196° С. В последнее время было достигнуто полное разделение их на протравленных стеклянных капиллярных колонках при —250° С [743]. Эксперименты показывают возможность полного разделения изотопов кислорода К) и 18 [744, 745] в длинных капиллярных стеклянных колонках и изотопов азота 14 и 15 [746, 747] на графитированном угле с 1% сквалана. Изотоп фосфора 32 был отделен газохроматографически от продуктов облученной нейтронами серы [214]. Короткоживущие изомеры также изучались газохроматографически [748—750]. Наряду с этим была сделана попытка разделения изотопов углерода и серы в форме F4 и SFg на органических пористых полиэфирах [751]. Удалось добиться обогащения изотопов углерода 12 и 13 при разделении окжси углерода [752] и метана [753]. [c.280]

В таблице приведены коэффициенты разделения изотопов углерода, азота, кислорода, аргона, неона на наиболее эффективных цеолитах NaX, NaA и СаА. Изотопные эффекты на ряде других цеолитов практически совпадают с приведёнными в табл. 6.8.7. Так, при сорбции метана коэффициент разделения на цеолитах NaA и СаА в пределах ошибки эксперимента ( 0,02) совпадает со значением, приведённым в табл. 6.8.7. Изотопные эффекты при сорбции молекулярного азота на цеолитах NaX, СаА (ёмкость 130 Н смЗ N2/r) также одинаковы, в то время как изотопный эффект на селикагеле, имеющего большую ёмкость по газу ( 200 Н см Нз/г) значительно ниже (при 78 К а= 1,008) [29]. [c.270]

Разделение изотопов атомарного газа — неона — было обнаружено лишь в 1980 г. (Мацумура и Абе [17]). Разряд постоянного тока возбуждался в кварцевой трубке, имевшей сужение в виде капилляра диаметром 3,2 мм и длиной 100 мм. Расстояние между катодом и анодом составляло 150 мм. Начальное давление неона р = 3 Тор. Величина перепада давления, создаваемого разрядом, не измерялась. Плотность тока в капилляре составляла 50 А/см , напряжение на разряде — 240 В. В прикатодной области наблюдалось обогащение газа тяжёлым изотопом неона ( Ne) до 10,5%, а в области анода — обеднение до 7,5% (природная концентрация этого изотопа составляет 9,2%). Такой разделительный эффект соответствует коэффициенту разделения а 1,45. Авторы объяснили наблюдаемый разделительный эффект различием сил диффузионного трения ионов об изотопные компоненты нейтралов. Таким [c.345]

Газовая хроматография обеспечивает уникальные возможности определения изотопов и спиновых изомеров водорода. Так, для разделения Иг, НО и Вг могут быть использованы молекулярное сито 5А при температуре жидкого азота, активный оксид алюминия, адсорбент, содержащий оксид алюминия и СГ2О3 или оксид алюминия и РегОз. Газами-носителями служат гелий и неон. [c.222]

Проведен также анализ изотопного состава неона на колонке с углем11. Авторам не удалось добиться полного разделения, однако было достигнуто некоторое обогащение изотопов. [c.258]

Изотопы и изомеры водорода. Одним из преимуществ газовой хроматографии является возможность определения наиболее легких из встречающихся в природе веществ — изотопов и спиновых изомеров водорода. Смесь из Н2, HD и D2 разделяли на колонке с активированной окисью алюминия (адсорбент обрабатывали [12] раствором Fe l3 в соляной кислоте, нагревали и нейтрализовали гидроокисью аммония, либо активировали [13] при 450 °С в течение недели в потоке гелия при —196 °С). Глюкауф и Кит [14, 15] для разделения водорода и дейтерия, а также водорода, дейтерия и трития использовали колонку длиной 44 см с нанесенной на асбест палладиевой чернью. Имеются и другие работы, посвященные разделению изотопов водорода на колонках с молекулярными ситами и окисью алюминия при низких температурах [11, 16—19]. Разделение смеся дейтероводорода и спиновых изомеров водорода и дейтерия осуществили Монке и Зафферт [20]. Они использовали стеклянную капиллярную колонку с внутренним диаметром 0,27 мм, которую обрабатывали водным раствором аммиака и кондиционировали при 170 °С в течение 70 ч. Длина колонки 80 м, температура разделения —196 °С, расход газа-носителя (неона) 2 мл/мин, детектор — микрокатаро-метр. Полученная хроматограмма приведена на рис. VI, . Аналогичную смесь разделяли на колонке со стеклянными микросферами [21]. [c.229]

С помощью тер.модиффузионного метода удалось разделить изотопы урана, хлора, неона и криптона, углерода, азота и кислорода и осуществить частичное разделение водорода, гелия и др. Процесс разделения изотопов указанным методом характеризуется низкой производительностью. [c.612]

В 80-е годы появились первые качественные капиллярные колонки типа PLOT, в которых на внутреннюю поверхность капилляра наносили не НЖФ (см. выше), а тонкий (5—50 мкм) слой адсорбента (активный уголь, силикагель, оксид алюминия) или пористого полимерного сорбента (например, Пораплот Q). На таких колонках стало возможным разделение смесей практически любых газов постоянные и благородные газы (кислород, азот, диоксид углерода, водород, монооксид углерода, гелий, неон, аргон и др.), изотопы водорода, газообразные и низкокипящие углеводороды (от метана до бутана), смеси газообразных [c.22]

Особенно успешным оказывается применение термодиффузионного метода при разделении изотопов благородных газов (неона, криптона, ксенона). Так, у криптона — полиизотопного элемента ( Кг, °Кг, Кг, Кг, Кг, Кг) — удалось выделить отдельные изотопы ( Кг и Кг) практически в чистом виде. [c.29]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология