28.06.2016 Views

Тайны разделения изотопов

Жданов В.М. НИЯУ МИФИ издание 2004 года

Жданов В.М. НИЯУ МИФИ издание 2004 года

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

HD и 2 H O , для которой характерно довольно высокое значение<br />

коэффициента <strong>разделения</strong> (Понятие коэффициента <strong>разделения</strong> при<br />

изотопном обогащении будет обсуждаться нами в главе 6). На<br />

эффект <strong>разделения</strong> существенно влияют также различия в<br />

значениях констант скоростей реакции для <strong>изотопов</strong> в процессе<br />

выделения газообразного водорода на катоде, которые к тому же<br />

заметно зависят от выбранного материала катода. Играет роль<br />

также и некоторая разница в скоростях диффузии к катоду ионов<br />

молекул, содержащих разные изотопы [27].<br />

Следует заметить, что первоначальное концентрирование<br />

тяжелой воды в электролитической ванне оказывается небольшим<br />

(с содержанием дейтерия порядка 0.08% по сравнению с 0,015 % в<br />

природной воде). Поэтому на практике воду подают лишь на<br />

несколько первых ступеней электролиза, соединенных<br />

последовательно, которые используются для получения обычного<br />

водорода. Уже на четвертой ступени содержание дейтерия в<br />

остаточной воде оказывается достаточным для применения схемы<br />

так называемого противоточного каскада (об этом понятии будет<br />

рассказано в главе 6). В этом случае выделяющийся водород<br />

сжигается, в результате чего опять получается вода, которую<br />

возвращают на нижнюю ступень каскада, тогда как остаточный<br />

раствор электролита, обогащенный дейтерием, поступает на<br />

верхнюю ступень.<br />

Из-за высокой энергоемкости электролитического процесса<br />

производства тяжелой воды он использовался только на первых<br />

этапах Манхэттенского проекта в США, и то лишь с целью<br />

конечного концентрирования тяжелой воды из обогащенной воды,<br />

поступавшей из установки, в которой использовался другой<br />

процесс. В нашей стране электролитический метод производства<br />

тяжелой воды был налажен в 1946 году на Чирчикском<br />

электрохимическом комбинате в Узбекистане [11]. Вскоре, однако,<br />

как и в других странах, начался переход на более экономичные<br />

физико-химические методы производства тяжелой воды,<br />

основанные на других принципах.<br />

Одним из таких методов является ректификация (перегонка),<br />

т.е процесс перевода обычной воды из жидкого в парообразное<br />

114

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!