Cтраница 3
Впервые тяжелая вода была получена в небольших количествах методом электролиза, и этот метод применялся на ряде небольших и средних установок. Получавшийся при электролизе водород обеднялся по дейтерию. На практике в электролитических ваннах коэффициент разделения достигал значений от 3 до 10 В связи с тем что на осуществление электролиза огромных масс природной воды расходовалось большое количество энергии, этот метод оказался экономически неконкурентоспособным по сравнению с другими методами крупномасштабного производства воды. Но из-за высокого коэффициента разделения, а также легкости к надежности в работе и контроле при малых масштабах электролиз предпочитают применять для окончательной изотопной очистки высокообогащенной тяжелой воды, полученной другими методами. Электролитическое разделение проводилось для окончательного обогащения тяжелой воды на заводах в Трейле, Терре-Хоте и Са-ванна - Ривере, а также на дистилляционных установках в военное время. [31]
Как правило, состав элюента нужно выбирать с таким расчетом, чтобы коэффициент разделения, равный отношению коэффициентов распределения, достигал высоких значений. Следует, однако, отметить, что на практике оптимальный состав элюента не всегда совпадает с составом, соответствующим максимальному значению коэффициента разделения. При этом время, требуемое для разделения, даже увеличивается ( ср. Поэтому желательно использовать такой элюент, который дает высокий коэффициент разделения, но не слишком высокие коэффициенты распределения. Такое компромиссное решение удается найти достаточно часто. Иногда удобно последовательно применять несколько элюентов с возрастающей элю-ирующей способностью ( ступенчатое элюирование), чтобы более прочно удерживаемые ионы элюировались по возможности малыми объемами раствора. [32]
Низшие алифатические спирты, хлороформ, тетрагидрофуран, этилацетат проявляют невысокую селективность по отношению к аренам. Из оставшихся низкокипящих полярных растворителей, с учетом комплекса требований к экстрагентам, представляют интерес ацетонитрил, метилцеллозольв ( или 2-метоксиэтанол) и ацетон. Их селективность может быть повышена добавлением воды, с которой все эти растворители смешиваются в любых соотношениях. Однако введение больших количеств воды в экстра-генты нежелательно из-за быстрого снижения растворяющей способности. При невысоком содержании воды не достигаются высокие коэффициенты разделения и не получаются высококонцентрированные ароматические экстракты. [33]
При этом фосфаты металлов, содержащихся в песке, переходят в гидратированные окислы металлов и трифосфат натрия. Нерастворимые гидроокиси металлов отделяют от избытка едкого натра и трифосфата натрия фильтрованием, а отфильтрованный осадок гидратированных окисей растворяют затем в соляной кислоте. При доведении рН этого раствора до 5 8 осаждается весь торий и весь уран, которым сопутствуют примерно 3 % редких земель. Торий и уран извлекают далее из осадка экстракцией ТБФ. Так как сульфат - и фосфат-ионы отсутствуют, при экстракции растворителем достигаются высокие коэффициенты разделения. [34]
Таким образом, термодиффузионный поток компонента связан с коэффициентом теплопроводности, а не диффузии. Знак коэффициентов, характеризующих термодиффузию DT, Кт, ат, зт, условен. Обычно если компонент, обозначенный первым, концентрируется в более горячей области, то соответствующий коэффициент считается положительным. Для систем, содержащих компоненты с близкими молекулярными массами, AM / Af Cl, и тогда знак производной dCp / dxi может также определить направление переноса. Абсолютное значение второй производной д2Н1дх 2 при прочих равных условиях характеризует термодиффузионный фактор и термодиффузионный поток. Следовательно, при значительных тепловых эффектах смешения и ярко выраженной их концентрационной зависимости можно ожидать высоких коэффициентов разделения при термодиффузии. [35]
Реакция ( I) имеет исключительно высокое эффективное сечение, но это преимущество в значительной степени ослабляется тем, что ни тяжелая вода, ни другие подходящие соединения с высоким содержанием дейтерия не выдерживают разогревания от интенсивного облучения дейтеронами. Поэтому при применении циклотронов чаще всего пользуются реакцией ( II) облучения металлического бериллия дейтеронами высокой энергии. Часть образующегося трития удаляют от мишени откачкой, а остальную выделяют соскабливанием поверхности мишени и растворением стружек в кислоте. В качестве носителя может служить влага или добавляемый водород. Дальнейшее концентрирование трития, если оно нужно, легко достигается термодиффузией НТ или электролитическим обогащением НТО, так как оба процесса имеют для трития исключительно высокий коэффициент разделения. [36]
Другие проблемы связаны с нестационарностью диффузионного разделительного процесса в импульсной системе. В [16] был проведен расчет процесса установления радиального градиента концентрации в плазменной центрифуге. При этом впервые учтено влияние радиальной зависимости коэффициента взаимной диффузии компонентов, связанной с перераспределением плотности под действием центробежной силы. При рассмотрении возможности умножения эффекта в импульсной плазменной центрифуге, необходимо учитывать вообще говоря как нестационарность установления продольной циркуляции, так и конечность времени установления продольного диффузионного процесса. Оказывается, что даже если циркуляционный поток сравнительно быстро достигает стационарной величины, время установления осевого градиента концентрации т может быть в силу условия L / R % § 1 значительно больше продолжительности вращения плазмы тр, вследствие чего продольный эффект разделения не успевает устанавливаться в течение промежутка времени тр. Таким образом, создание циркуляционной плазменной центрифуги, в которой первичный эффект переводится в продольный и имеется возможность осуществления эффективного отбора целевого изотопа, как это делается в случае механической центрифуги, в обычно исследуемых импульсных режимах, по-видимому, трудно осуществить на практике. Однако высокие коэффициенты разделения, достигнутые в ряде экспериментов с импульсными разрядами, позволяли надеяться на перспективы использования стационарно вращающейся плазмы. [37]