ДДМ МФДА

Порошковые и гранулированные АП перерабатываются прямым и литьевым прессованием. Для изделий пищевого назначения используются марки МФБ, для деталей электротехнического профиля — марки МФВ и для изделий с высокой прочностью, влагостойкостью и тропикостойкостью — марки МФД и МФЕ. [c.53]

В настоящее время рассматриваемый метод для ряда изотопов доведён до уровня промышленной технологии. Проблемы, которые пришлось решить на этом пути, а также реализация этого процесса для изотопов углерода рассматриваются в разделе 9.4. В данном же разделе мы остановимся на самом эффекте изотопической селективности ИК МФД, рассмотрим основные факторы, определяющие параметры элементарного акта разделения. Но, прежде всего, рассмотрим основные параметры, характеризующие процесс ИК МФ диссоциации. [c.445]

Основные характеристики ИК МФД. В основе эффекта ИК МФ диссоциации лежит то обстоятельство, что при резонансе достаточно интенсивного лазерного излучения с одним из колебаний многоатомной молекулы последняя способна поглотить большое число ИК квантов — вплоть до границы диссоциации Dq и выше её. В результате такого ИК многофотонного возбуждения (ИК МФВ) формируется достаточно широкое и, как правило. [c.445]

Эффективность использования поглощённой энергии для диссоциации молекул характеризуется квантовой эффективностью ИК МФД [c.447]

При облучении смеси молекул типа АВ с различными изотопами А происходит преимущественная диссоциация молекул того изотопного состава, на область ИК МФ поглощения которых настраивается частота излучения лазера. Рассмотрим для простоты двухкомпонентную смесь, содержащую изотопы А и А. Пусть излучением лазера производится преимущественная диссоциация молекул АВ т.е. /3 > /5 . Естественно характеризовать селективность ИК МФД таким параметром, как коэффициент разделения [c.448]

Селективность ИК МФД при различных условиях возбуждения. Исследования процесса ИК МФ диссоциации показали, что его селективность связана с резонансным характером этого процесса и в значительной мере определяется шириной и формой спектров ИК МФ возбуждения и диссоциации молекул и их соотношением с величиной изотопного сдвига Аг из в возбуждаемом колебании. Характеристики этих спектров, в свою очередь, определяются как свойствами самих молекул, так и условиями их возбуждения. Что касается спектральных характеристик переходов между возбуждёнными колебательными состояниями молекул (см. рис. 8.1.7), то это предмет отдельного обсуждения. Соответствующую информацию можно най- [c.449]

Ниже мы остановимся на зависимости изотопической селективности ИК МФД от условий возбуждения — частоты и интенсивности лазерного излучения, температуры газа. [c.449]

Вид спектральной зависимости выхода диссоциации, полученный для данной молекулы, даёт возможность определить максимальную величину селективности, достижимую при диссоциации молекул с требуемым изотопом. Действительно, если зависимость (3 от частоты возбуждающего излучения известна для каждого изотопа, то достаточно очевидно, что отношение этих величин при каком-либо значении должно давать максимально возможное значение а. Экспериментальное подтверждение этого вывода было получено в ряде работ. В частности, в работе [36] исследовалась изотопическая селективность ИК МФД излучением СО2 лазера смеси молекул и [c.449]

Рис. 8.3.1. Спектральная зависимость степени разделения Ка в продуктах И К МФД 5Рб [36] (вверху). Внизу — спектры ИК МФД и ЗРб, а также спектр линейного поглощения моды 1 3 ЗРб (мелкий пунктир)

Это указывает на довольно очевидный путь повышения селективности ИК МФД, а именно, — понижение температуры газа. Такой подход был предложен ещё в одной из ранних работ [62], а затем успешно реализован в целом ряде последующих экспериментов (см. обзор в [2, 3]). [c.452]

Рассмотрим пример ЗРб- Для обогащения продуктов диссоциации изотопом 5 необходимо осуществить селективную диссоциацию 5Рб. Из-за сравнительно большой ширины спектра ИК МФД (см. рис. 8.3.1) и относительно малого изотопного сдвига (А/ из 8,7 см ) для колебания 1/3 молекул 5Рб, 5Рб и " ЗРб добиться высокой селективности диссоциации 5Рб при комнатной температуре невозможно. Максимальные ожидаемые одновременно значения о (33/32) и о (33/34) (из пересечения кривых на рис. 8.3.1) составляют около двух. Поэтому в [37] для увеличения селективности было использовано охлаждение ЗРб ДО Г = 173 К. Понижение температуры привело, как и следовало ожидать, к сужению спектра ИК МФД, а следовательно — к повышению селективности. Последняя увеличилась более чем в 3 раза и достигла значения а(33/32) = 7. [c.452]

В рассмотренных выше примерах величина изотопного сдвига Аг/из сопоставима или меньше ширины спектра ИК МФД, поэтому селективность имеет место уже при комнатной температуре газа. При соответствующей отстройке частоты лазерного излучения от нецелевого изотопа для многих молекул величина селективности может быть весьма значительной и в этих условиях (см. табл. 8.3.1). Понижение температуры в этом случае хотя и увеличивает селективность, но не является обязательным, если значение а достаточно велико и при комнатной температуре. Ситуация принципиально иная при ма- [c.452]

Влияние столкновений на селективность ИК МФД. До сих [c.453]

Рис. 8.3.3. Влияние столкновений с буферным газом на ИК МФД молекул. При д -С 1 (кривая А) вращательная релаксация увеличивает выход диссоциации. При больших давлениях дезактивация в результате У-Т/К релаксации уменьшает выход (кривая В соответствует случаю д 1)

СТИ ИК МФД ОТ собственного давления газа показали, что действительно, наблюдается резкое, близкое к экспоненциальному (см. рис. 8.3.5) уменьшение а с ростом давления р. [c.456]

Естественно, такая простая модель не может описать все особенности поведения а при изменении собственного давления газа. В частности, она правильно описывает зависимость а = а р) лишь на начальном её участке (см. рис. 8.3.5, б и 8.3.5, в). Кроме того, она не описывает резкий рост выходов МФД и связанное с ним дополнительное падение селективности при больших давлениях, что наблюдается для многих молекул. Последующие исследования показали, что при ИК МФ возбуждении молекул наряду с вращательным узким горлом (рис. 8.3.3) может существовать и колебательное узкое горло . Как уже отмечалось ранее, при комнатной температуре молекулы расселены по большому числу низколежащих колебательных уровней. Оказалось [64], что с излучением могут эффективно взаимодействовать молекулы преимущественно из достаточно узких зон, близких по энергии колебательных уровней. Причём ширина и положение такой зоны зависит от частоты излучения, поэтому они различны для двух изотопомеров. В результате в начальном колебательном распределении может образовываться провал (аналогично вращательному узкому горлу на рис. 8.3.3), который заполняется в результате колебательной релаксации. В итоге можно представить следующую качественную картину процессов, протекающих в течение лазерного импульса при повышении собственного давления газа. [c.457]

В бесстолкновительных условиях выход ИК МФД определяется долей молекул, заселяющей резонансные вращательные уровни зоны взаимодействующих с полем колебательных состояний начального энергетического [c.457]

В заключение этого раздела отметим ещё одно обстоятельство. Выше мы рассматривали случай относительно небольших (5-7)-атомных молекул. Для таких молекул время мономолекулярного распада относительно мало и поэтому в большинстве случаев основная доля молекул распадается в течение лазерного импульса. Другая ситуация для больших — (10-12 и более) — атомных молекул. Они имеют большое время жизни относительно распада и поэтому могут возбуждаться значительно выше границы диссоциации — до энергии 2 >о и более. Поэтому основная часть молекул распадается после импульса, соответственно, сильно меняется и картина релаксационных процессов. Мы не будем останавливаться на их особенностях. Отметим только, что с точки зрения разделения изотопов на основе ИК МФД использование таких молекул имеет ряд недостатков. Во-первых, сильное перевозбуждение ведёт к понижению квантовой эффективности ИК МФД (см. (8.3.2)). Во-вторых, сильное столкновительное девозбуждение после окончания импульса, особенно при возбуждении бедного изотопомера, ведёт к значительному уменьшению выхода целевого изотопа. В итоге растут энергозатраты и падает производительность процесса разделения. В этом смысле при осуществлении процесса разделения изотопов предпочтительно использовать относительно небольшие (5-7)-атомные молекулы. [c.459]

Современное состояние теории ИК МФ возбуждения и диссоциации молекул пока не позволяет рассчитать параметры этого процесса, тем более с учётом столкновений, для любой заданной молекулы, и здесь ещё предстоит многое сделать. Однако и в настоящее время уже выполненные экспериментальные и теоретические исследования дают достаточно ясное понимание основных протекающих процессов, которое вполне достаточно для разработки промышленной технологии разделения изотопов на основе ИК МФД. Подтверждением этому является разработка процесса лазерного разделения изотопов углерода (см. раздел 9.4). Сегодня импульсно-перио-дические СО2-лазеры являются пока единственным типом лазера в среднем ИК диапазоне, удовлетворяющим требованиям промышленной технологии. К сожалению, ограниченная область спектральной перестройки этого лазера (9- 11) мкм сдерживает возможности разработки разделительного процесса для целого ряда изотопов. Появление новых мощных технологических лазеров в более широкой области спектра несомненно расширит область применимости метода, и можно ожидать появления промышленных установок и для других изотопов. [c.459]

Перечисленные проблемы решались и в значительной мере были успешно решены в процессе работ по масштабированию лазерного разделения изотопов на основе ИК МФД молекул. Основные итоги этих работ приведены в монографии [2. [c.461]

Для производства штучных изделий используются базовые марки КФА (КФА-1, КФА-2) на основе мочевино-формальде-гидной смолы с наполнителями сульфитной целлюлозой, неорганическими порошками и добавками и марка МФ (МФБ, МФВ, МФД, МФЕ) на основе меламиновой смолы, органических и минеральных наполнителей. Свойства промышленных АП представлены в приложении 10. [c.53]

Введение. Среди различных способов лазерного разделения изотопов (см. раздел 8.1) метод, основанный на изотопически-селективной многофотонной диссоциации молекул ИК лазерным излучением (ИК МФД), является одним из наиболее перспективных и разработанных. С момента обнаружения эффекта изотопической селективности ИК МФД в 1974 г. [1] проведено большое число исследований (см., например, [2-5]) как самого эффекта, так и возможности создания на его основе новой технологии разделения изотопов. Эти исследования выполнены для многих изотопов, начиная с лёгких (водород, дейтерий) и кончая тяжёлыми (осмий, уран), содержащихся в самых различных молекулах. В табл. 8.3.1 отражены некоторые из полученных результатов. Здесь приведены изотопы и соединения, с которыми проводились эксперименты, а также достигнутые значения параметров селективности. [c.445]

Сильновозбужденные молекулы, имеющие большой запас колебательной энергии, могут подвергаться превращениям даже без столкновений с другими реагирующими партнёрами. Такие превращения называются мономолекуляр-ными реакциями. Ниже мы ограничимся рассмотрением только одного из таких процессов — диссоциации колебательно сильновозбуждённых молекул. Параметром, характеризующим процесс ИК МФД, является выход диссоциации — Он определяется как доля молекул, продиссоциировавших в облучаемом объёме за один импульс. В случае облучения молекул п импульсами их концентрация N меняется в соответствие с соотношением [c.446]

Значения поглощённой энергии ё и выхода диссоциации 3 зависят от ряда параметров, в частности, — от частоты лазерного излучения и плотности потока его энергии Ф. Резонансные свойства ИК МФ возбуждения и диссоциации более подробно будут обсуждаться ниже. Что касается зависимости от энергии лазерного излучения, то, как правило, в эксперименте наблюдается плавная зависимость поглощённой энергии е = е (Ф), которая в достаточно большом диапазоне Ф хорошо описывается степенной зависимостью ё Ф , где обычно 0,5 гг < 1 [2, 3]. Зависимость выхода МФД от Ф носит более сложный характер. Как правило (см. [2-4]), имеет место очень крутая, близкая к экспоненциальной, зависимость (3 = /в(Ф) в области малых выходов, /3 10 -10 , которая затем становится более плавной и выходит на насыщение при приближении к единичному выходу. Наличие участка крутой зависимости 3 = /3(Ф) часто даёт возможность говорить о пороге ИК МФД. Величина этого порога для большинства исследованных молекул лежит в пределах 10 Дж/см Фпор Ю Дж/см . Как правило, порог высок для лёгких и малоатомных молекул (состоящих из 4-5 атомов) и имеет тенденцию уменьшаться с увеличением многоатомности и/или с увеличением доли тяжёлых атомов. Наличие порога ИК МФД имеет простое физическое объяснение. Диссоциация молекул с ростом Ф начинается тогда, когда хвост колебательного распределения, формируемого в процессе ИК МФВ, достигает границы диссоциации. Как было показано в ряде работ (см. [2, 3] и ссылки в них), этот хвост является достаточно крутым, поэтому даже небольшие изменения ё при незначительных изменениях Ф, могут вести к очень большим изменениям выхода 3 ИК МФД. [c.446]

В силу отмеченых выше особенностей зависимости ё и /3 от Ф величина (р растёт с ростом Ф (при Ф > Фпор) и может достигать значений близких к 1, как это имеет место для СРз1 и СРзВг [6]. Однако в большинстве случаев (р заметно меньше 1, что связано с рядом особенностей ИК МФД. В первую очередь следует отметить достаточно большую ширину энергетического распределения ИК МФ возбуждённых молекул. Напомним, что диссоциируют [c.447]

Одна из возможностей реализации одновременно высокой селективности и больших значений выхода МФД связана с переходом от одночастотного к многочастотному (двух- и более) облучению. Изотопическая селективность ИК МФД формируется в основном на начальном этапе возбуждения, в области так называемых дискретных колебательных состояний — ниже границы квазиконтинуума (см. рис. 8.1.7). По мере дальнейшего возбуждения частота лазерного излучения (при одночастотном облучении) постепенно выходит из резонанса с переходами в квазиконтинууме из-за ангармонического сдвига по- [c.450]

Многочастотное возбуждение является особенно эффективным, а в ряде случаев — и принципиально необходимым при малых значениях изотопного сдвига. Так, в экспериментах по изотопически-селективной ИК МФД молекул где изотопный сдвиг составляет всего Аг из = 0,26 см У1 а.е.м. селективность была достигнута только при двухчастотном облучении. Следует отметить, что и в случае лазерного разделения изотопов и (изотопный сдвиг А -из 0,6 см ) на основе ИК МФД молекул иРе, значения селективности, представляющие интерес для создания промышленной технологии лазерного обогащения были получены только при использовании многочастотного облучения [55-57]. [c.451]

Ещё один метод многочастотной ИК диссоциации молекул основан на возбуждении обертонов высокочастотных колебаний (С-Н, 51-Н и др.) при одноквантовом поглощении излучения на одной частоте и последующей ИК МФД этих предварительно возбуждённых молекул в результате многофотонного возбуждения лазерным излучением на другой частоте [61]. В силу высокой селективности первой ступени, этот метод может обеспечить высокую селективность диссоциации. Так, в [61], в экспериментах с молекулой СР3Н при возбуждении второго обертона колебания связи С-Н было получено значение о (13/12), равное примерно 9000. [c.451]

В рассмотренном примере молекулы 5Рб ширина спектра ИК МФД (по полувысоте) при комнатной температуре превышает величину Ах/из между соседними изотопами почти в два раза. Однако охлаждение приводит к значительному росту а и при больших изотопных сдвигах, превышающих ширину спектра ИК МФД. Примером может служить молекула СРз1. Изотопный сдвиг в возбуждаемом колебании для молекул СРз1 и СРз1 составляет А -из 26 см , что больше ширины контура ИК МФД (по полувысоте) А/ из 17 см [63]. Тем не менее, эксперименты [19, 20] показали, что изменение температуры газа и в этом случае сильно влияет на селективность. Так, при изменении Т от 370 К до 230 К значение АГпр(13/12) возросло в 8 раз. В данном случае это связано с уменьшением интенсивности дальнего крыла спектра ИК МФД нецелевого изотопа. [c.452]

Рис. 8.3.4. Зависимость селективности а(13/12) (а) и выхода диссоциации целевого изотопа n (б) от давления азота при ИК МФД СРзВг [23]. Возбуждение на длинноволновом краю (кривые 1) и вблизи центра полосы поглощения моды / / СРзВг (кривая 2)

При облучении смеси, скажем, двух изотопомеров, очевидно, что межизо-топный колебательный обмен типа (8.3.8) должен приводить к возбуждению нецелевого изотопомера и, соответственно, к уменьшению селективности ИК МФД. Первые же эксперименты, где исследовалась зависимость селективно- [c.455]

Рис. 8.3.5. Модель потери селективности в результате V-V обмена (а) [20]. Зависимость степени разделения /Спр при ИК МФД СРз (б) и СРз1 (в) от полного давления P3I.

Теоретический анализ в рамках описанных процессов позволил полностью описать экспериментально измеренные зависимости выходов и селективности ИК МФД для молекул СЕзВг [67] и F3I [68]. В той или иной мере все эти процессы влияют на параметры изотопически-селективной ИК МФД и в других молекулах. [c.458]

Следует отметить ещё один возможный механизм влияния колебательной релаксации на селективность и выход ИК МФД. Выше предполагалось, что скорость радиационного возбуждения молекул в квазиконтинууме одинакова для обоих изотопомеров. Если это не так, что возможно, в частности, при большом изотопном сдвиге, тогда соотношение между скоростями возбуждения и девозбуждения из-за V-V обмена будет различным для двух изотопомеров и более высоким для целевого. В результате селективность диссоциации может возрастать с ростом собственного давления газа, правда, выходы ИК МФД при этом будут падать. Предполагается [25], что такой механизм может играть существенную роль в молекуле F2H I в случае длинноволновой отстройки от Ср2НС1, когда последний является целевым. Отметим, что аналогичный эффект для таких молекул может давать и V-T/R релаксация при столкновениях с буферным газом. [c.458]

Заключение. В этом разделе мы попытались дать основные сведения об изотопически-селективной ИК МФД, её характеристиках, зависимости последних от различных условий возбуждения молекул. Однако в силу ограниченности объёма вне рассмотрения оказался целый ряд вопросов. В частности, не обсуждались роль вторичных химических процессов, их влияние на селективность и возможность управления ими для повышения эффективности разделительного процесса. Тем не менее, мы полагаем, что изложенные результаты дают достаточное представление как о самом процессе изотопически-селективной ИК МФД, так и о возможностях её использования для разделения изотопов различных элементов — от лёгких до тяжёлых. [c.459]

В 1974 году в Институте спектроскопии РАН был обнаружен эффект изотопически-селективной многофотонной диссоциации молекул (МФД) под действием резонансного ИК-излучения [1]. В течение двух десятилетий сотрудники ряда исследовательских центров, а также институтов РАН проводили исследования в целях создания основанного на этом эффекте промышленного метода разделения изотопов лёгких и средних масс (бор, сера, углерод, кислород, титан и др.). [c.460]

Выбор исходного вещества. Это молекулярное соединение в газообразном состоянии должно иметь полосы поглощения в диапазоне, перекрываемом спектром генерации существующих лазерных источников. При низком пороге МФ диссоциации по плотности энергии лазерного излучения эта молекула должна обеспечить высокие значения параметров элементарного акта разделения (ПЭАР), в первую очередь — селективности а и выхода 3 ИК МФД (см. раздел 8.3). Кроме того, минимальное число каналов химических реакций при диссоциации соединений с целевым изотопом, отсутствие обратных реакций должны обеспечивать сохранение целевого изотопа. [c.460]

Спектральные свойства P2H I позволяют реализовать высокую селективность ИК МФД. Её величина может достигать значений о (13/12) = [c.463]

Эксперименты по масштабированию процесса лазерного разделения изотопов углерода на основе ИК МФД F2H I [15, 17] подтвердили высокую перспективность использования этого соединения в качестве рабочего веш,ества при создании промышленного производства изотопов углерода лазерным методом. В этих работах были исследованы некоторые особенности селективной МФД F2H I излучением ИП TEA СОг-лазера и получена опытная партия высокообогащённого по С (99,99%) фреона-22. Полученные результаты были использованы при проектировании и создании промышленной установки — комплекса Углерод . Далее будут рассмотрены вопросы создания лазерного разделительного блока и представлены основные параметры установки Углерод . [c.464]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология