Тяжелая вода, концентрирование

Тяжёлую воду и тяжёлый изотоп водорода выделяют из природных соединений, главным образом из воды. Содержание дейтерия (В) в природных соединениях составляет примерно 0,015% ат., при этом отклонение в величине концентрации обычно составляет не более 0,001% ат. [1], а трития (Т) на Земле всего несколько килограммов. Для концентрирования дейтерия и трития используют различия в физико-химических свойствах изотопов и их соединений, обусловленные разными массами атомных ядер. Наибольшее применение получили следующие методы [19] [c.278]

Современное состояние проблемы применения электролиза для производства тяжёлой воды и изотопов водорода. Впервые промышленное производство тяжёлой воды по электролизному методу было организовано в Рьюкане (Норвегия). Первоначальная установка состояла из девяти последовательно соединённых ступеней электролитического концентрирования, получаемый продукт содержал 15 ат.% дейтерия, относительный отбор на ступенях составлял 0,27 обогащённый водород не сжигали и не возвращали в цикл. Для увеличения объёма производства впоследствии была использована рекуперация газов, затем её заменили процессом изотопного обмена между парами воды и водородом. До 1943 г. установка в Рьюкане была крупнейшим производителем тяжёлой воды в мире. Окончательное концентрирование примерно от 15 до 99% ат. О проводилось по 9-ступенчатой электролитической схеме с рекуперацией газов. [c.287]

Основными достоинствами приведённых выше реакций являются доступность рабочих веществ, большие значения коэффициента разделения и его достаточно резкая зависимость от температуры. Последнее достоинство позволяет использовать для производства 20 двухтемпературные схемы. Основное количество тяжёлой воды, наработанное мировым сообществом, было получено с помощью реакции (6.7.1), причём производительность установок составляла 400-800 тонн В20/год. Реакции (6.7.3) и (6.7.4) также как и реакция (6.7.1) были реализованы в промышленном масштабе на стадии начального концентрирования (концентрирование от природного содержания до 5-15% моль). В табл. 6.7.1 приведены значения коэффициентов разделения для рассматриваемых реакций, а также оценочные значения величины ВЭТС. [c.251]

Метод ректификации с успехом использован для конечного концентрирования (от 10-15 до 99,8 ат.%) при промышленном производстве тяжёлой воды. Процесс ведут как в тарельчатых колоннах (завод в Саванна-Ривер, США), так и в насадочных колоннах. Особенно эффективным является использование насадочных колонн с мелкой насадкой, что даёт возможность реализовать необходимое для конечного концентрирования число теоретических ступеней разделения (250-300) в одной колонне сравнительно небольшой высоты (15-20 м). Для сравнения укажем, что на упомянутом выше заводе в Саванна-Ривер общая высота тарельчатых колонн составляет 122 м (5 колонн по 24,4 м каждая). [c.274]

Процесс ректификации воды требует больших затрат на испарение воды (свыше 2230 кДж/кг). Этот существенный недостаток метода, так же как и малая величина коэффициента разделения, делают его экономически неэффективным для начального концентрирования тяжёлой воды. [c.274]

Область применения изотопов водорода, производимых электролизным методом. Тяжёлая вода представляет, как уже говорилось выше, огромный интерес для ряда областей физической химии, физики и техники. Кроме ядерной энергетики дейтерий используется для производства термоядерного оружия (в водородной бомбе основным компонентом является дейтерид лития — ЫО). В наши дни, несмотря на частичное разоружение, проблемы получения дешёвого дейтерия и эффективного концентрирования изотопов не теряют своей остроты, поскольку в перспективе основным источником энергии будут управляемые термоядерные реакции. [c.288]

Реакция (6.7.2) в настоящее время используется на стадии конечного концентрирования при получении высококондиционной тяжёлой воды (содержание дейтерия более 99,95%). Эта реакция также весьма эффективна при очистке оборотных вод заводов по переработке топливных элементов атомных электростанций. Зависимость ант от температуры для этой реакции [c.252]

Процесс электролиза также применялся Манхэттенским инженерным округом в Моргантауне (Западная Виржиния) и в Трейле (Британская Колумбия) [6], но только с целью конечного концентрирования тяжёлой воды из обогащённой воды, поступавшей из первоначальной установки, в которой применялся другой процесс. В Моргантауне производилось в месяц 1,2 т 020 с концентрацией 99,7% из продукта установки для дистилляции воды, содержащей 87-91 % дейтерия. [c.287]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология