Разделенные изотоп
Cтраница 3
При разделении изотопов урана радиус окружности движения ионов урана-235 приблизительно на 0 6 % меньше радиуса окружности движения ионов урана-238. На пути движения ионов находится улавливатель, в котором и собираются разделенные изотопы урана. [31]
Поэтому пучок ионов разделяется по траекториям, каждая из которых соответствует частицам определенной массы. Ставя на пути каждого из таких разделенных потоков приемник, можно собирать практически полностью разделенные изотопы данного элемента. [32]
Поэтому пучок ионов разделяется по траекториям, каждая из которых соответствует частицам определенной массы. Ставя на пути каждого из таких разделенных потоков приемник, можно собирать практически полностью разделенные изотопы данного элемента. [33]
Состоит из источника ионов, содержащих разделяемые изотопы, магнита, создающего поле заданной конфигурации, и коллекторов, принимающих разделенные изотопы. Вся система заключена в корпус, в котором поддерживается высокий вакуум. Ионы, содержащие различные изотопы, имеют различное отношение электрия. [34]
Для многих измерений в ядерной физике, относящихся к свойствам ядер определенных изотопов, очень важно разделение образцов. Бомбардировка нейтронами разделенных изотопов урана [1498] была необходима для идентификации делящихся ядер; для изучения ядерного сечения или ядерных реакций [51], например на ускорителях Граафа, необходимы мишени из разделенных изотопов. [35]
 |
Схема перемещения смеси изотопов, разделяемой с помощью термодиффузии. [36] |
Они образуются вследствие неровностей стенок сосуда, а также вследствие неравномерности их нагревания и охлаждения, поскольку на практике очень трудно добиться идеальных условий проведения опыта. Паразитические токи частично вновь перемешивают уже разделенные изотопы. [37]
Так как потоки в масс-спектрометре четко очерчены, из всех известных методов разделения изотопов только этот метод может обеспечить полное разделение за одну ступень. Но при разделении большого количества материала возникают большие потоки газообразных ионов, при этом эффект их взаимного электростатического отталкивания ( эффект пространственного заряда) создает значительные трудности для полного разделения, по сравнению с разделением микроколичеств. Тем не менее, когда возникла необходимость в получении больших количеств разделенных изотопов урана, этот метод стал успешно развиваться. [38]
Сейчас химическая технология уже не может полноценно развиваться на этой основе. Появились новые классы веществ, получающих технологическое применение ( например, высокомолекулярные, комплексные соединения, соединения редких элементов, свободные радикалы, разделенные изотопы и др.) и совершенно новые принципы их производств. [39]
 |
Пути ионов двух изотопов с малоразличающимися массами в электромагнитном сепараторе. [40] |
Во-первых, поскольку вещество в масс-спектрографе переносится ионным током, для получения больших количеств изотопов токи должны быть очень сильными. Это выдвигает проблему построения мощного источника ионов. Во-вторых, даже в том случае, когда имеется достаточно мощный источник ионов, увеличение силы тока выше некоторого предельного значения оказывается нецелесообразным, так как пространственный заряд, возникающий при сильном ионном токе, резко понижает разрешающую способность масс-спектрографа, и увеличение силы тока не дает выигрыша в скорости накопления разделенных изотопов. [41]
В этих приборах один поток газа спускается во внешней части цилиндра вниз, а второй поток подымается в центральной части цилиндра вверх. В промежуточном пространстве молекулы постоянно диффундируют из одного потока в другой, но радиальная центробежная сила воздействует сильнее на более тяжелые молекулы, так что их концентрация увеличивается на периферии и уменьшается ближе к оси вращения. При длительной работе центрифугирующего устройства, в котором описанные приборы располагаются каскадом, можно получить все возрастающую концентрацию. Расчеты показали, что для получения сколько-нибудь значительного ежедневного выхода разделенных изотопов потребовалось бы необычайно большое количество центрифуг, так что этот метод не применяется в настоящее время для разделения изотопов урана. [42]
На первый взгляд могло бы казаться, что самым совершенным и универсальным способом разделения изотопов должен быть масспектрометриче-ский. В этом приборе ионные пучки изотопов полностью разделяются и могут быть собраны без особого труда, каждый в отдельности, в специальных коллекторах. Однако простой расчет показывает, что производительность обыкновенных масспектрометров, применяемых в изотопном анализе, ничтожна, так как в них ионные пучки переносят количества ионов, которые можно считать практически невесомыми. В лучшем случае, они достаточны для получения продукта в количествах, необходимых для изучения ядерных превращений. В первом издании своей монографии в 1922 г. Астон указывал на безнадежность этого метода для получения сколько-нибудь существенных весомых количеств разделенных изотопов. [43]
Даже если бы процессы с образованием виртуальных состояний были весьма существенны, все-таки имеется возможность получать сведения об отношениях приведенных ширин. Предположим, например, что мишени из разделенных изотопов Plroe, Pb. Если предположить, что из-за большого заряда РЬ основную роль играет образование виртуального состояния в С12, то при сравнении реакции ( С12, С11) на Трех изотопах РЬ этот эффект сократится. Эта поправка может в значительной степени обесценить такие эксперименты. Вводя поправки для различных значений интеграла Тер-Мартиросяна / 0 ( 6) 2 [ см. ( 48.29 а) ], можно, по-видимому, найти отношения приведенных ширин для различных состояний одного и того же конечного ядра, например ядра РЬ209 в приведенном выше примере. Такие поправки будут существенны также при сравнении мишеней из разделенных изотопов, так как энергии связи нейтронов в разных мишенях различны. Если вместо тяжелого иона используется дейтрон, то взаимодействие протона с конечным ядром, которое было рассчитано с помощью оптической модели Тобокманом и Калошом, еще более усложняет положение. Упрощающим обстоятельством является ничтожно малая величина коэффициента проницаемости тяжелого иона. Вряд ли необходимо указывать, что можно поменять ролями мишень и бомбардирующие ионы и бомбардировать одну и ту же мишень различными изотопами. [44]
Наилучшими методами разделения небольших количеств изотопов для исследовательских целей являются термодиффузионный, вследствие его универсальности, простоты работы и применяемого оборудования, и электромагнитный, из-за простоты и большого коэффициента разделения. Но оба метода слишком неэффективны для крупномасштабного производства. При крупномасштабном разделении небольшие различия в химических или физических свойствах соединений изотопов должны эффективно усиливаться. По-видимому, надежной основой для выбора метода крупномасштабного разделения является его энергоемкость. В электромагнитном методе для поддержания сильного магнитного и электрического полей н для превращения всего продукта, подвергаемого разделению, в газообразные ионы должно затрачиваться много энергии. Следует учесть также, что коллекторов разделенных изотопов достигает лишь незначительная часть ионизованного материала. Термодиффузионный метод требует затрат большого количества тепла для создания температурного градиента в колонках. [45]
Страницы: 1 2 3 4