Газовая центрифуга
Cтраница 2
Разделительная производительность газовой центрифуги в условиях каскада очень сильно зависит от режимов ее работы и может меняться в 5 - 10 раз. Режим работы центрифуги в каскаде определяется ее газонаполнением, потоками питания соседних ступеней и величинами потоков отборов каскада. [16]
 |
Схема противоточпой колонны с обращением потока.| Схема двухтемпературного концеитрнрова пня дейтерия ( Т2 Т. [17] |
Осуществляется в противоточной газовой центрифуге, к-рая представляет собой узкий вертикальный цилиндр, вращающийся вокруг своей оси с большой скоростью. Тяжелый изотоп концентрируется на периферии цилиндра, легкий-вблизи его оси. Из-за различий плотности смесь перемещается вдоль оси вверх, а по периферии - вниз. В отличие от др. методов, а определяется абс. [18]
Отборники в противоточной газовой центрифуге расположены у противоположных торцов ротора. Если один отборник экранировать диафрагмой от объема ротора, другой создает торможение и уменьшает угловую скорость вращения газа в зоне своего расположения. В этой зоне распределение давлений газа по радиусу ротора становится более пологим, и при уменьшении радиуса давление вблизи этого отборника становится выше, чем на этих же радиусах в центральной части ротора. [19]
Столь малая производительность газовой центрифуги практически исключает возможность ее применения для процессов разделения в больших масштабах, если только не будут сконструированы аппараты больших размеров, чем до сих пор. Основным применением газовой центрифуги, повидимому, является частичное разделение изотопов в небольших масштабах, в особенности в тех случаях, когда их атомный вес так высок, что коэфициент разделения для центрифуги больше, чем для других процессов разделения. [20]
В первых конструкциях газовых центрифуг для создания противоточных течений использовали осевой градиент температур вдоль ротора, создаваемый внешними устройствами. Применение неподвижных отборников позволяет решить эту задачу без использования дополнительных источников энергии. [21]
Принципиальным преимуществом метода газовой центрифуги по сравнению с другими молекулярно-кинетическими методами является то, что первичный эффект разделения реализуется в условиях термодинамического равновесия. [22]
Разделение изотопов в газовой центрифуге основано на том, что при термодинамическом равновесии в потенциальном поле центробежных сил устанавливается равновесное распределение молекул по Максвеллу-Больцману, существенно зависящее от молекулярной массы. В равновесном состоянии концентрация легких молерул относительно выше вблизи оси, а концентрация тяжелых молекул - возле стенки ротора. Метод газовых центрифуг называют также центробежным методом. [23]
Сейчас общепризнанно, что газовая центрифуга является самой эффективной, экономичной и надежной технологией для масштабного производства как изотопов урана, так и изотопов многих других химических элементов. [24]
Следующим принципиальным решением для газовой центрифуги для разделения изотопов является идея самооткачки разделенных газовых фракций из центрифуги - за счет применения различных молекулярных ( турбомолекулярных) насосов цилиндрического и торцевого типа, которые закачивают газовые компоненты, попавшие в вакуумную камеру, внутрь ротора. Это обеспечивает поддержание уровня давления Рв в вакуумной камере без внешних вакуумных установок. [25]
 |
Сравнительные характеристики газовых центрифуг для разделения стабильных. [26] |
Разработаны также специальные конструкции газовых центрифуг для работы на особо тяжелых рабочих газах с молекулярными массами до 600 а.е.м. и ряд конструкций, обеспечивающих возможность разделения особо агрессивных рабочих газов. [27]
Схема внутреннего устройства ротора газовой центрифуги и потоков в ней показана на рис. 5.6.1. Ротор по длине разбит на три зоны: камеры верхнего и нижнего отборника, расположенные между крышками и диафрагмами, и основную зону разделения ( рабочую камеру), занимающую преобладающую часть ротора. [28]
Именно эта идея превратила газовую центрифугу в эффективное устройство для разделения изотопов. Если прижатый центробежными силами к стенке слой газа, обогащенный тяжелым компонентом, заставить двигаться вдоль стенки к одному из концов ротора, а слой, находящийся в центральной зоне ротора и обогащенный легким компонентом - к другому его концу, то получится известная в разделительной технике схема противоточной циркуляции, используемая, например, в ректификационной колонне. В обоих случаях поток тяжелой фракции сносится к одному концу устройства, а поток легкой фракции - к его другому концу. Разница состоит только в том, что при ректификации ток и противоток представляют собой жидкость и пар, обменивающиеся молекулами через поверхность раздела фаз, а в газовой центрифуге и ток и противоток находятся в газовой фазе, при разных давлениях, определяемых огромным центробежным ускорением, и обмениваются молекулами за счет обычной газовой диффузии. [30]
Страницы: 1 2 3 4