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.

и обедненные смеси. При разделении, например, в газовой<br />

центрифуге под первичным эффектом <strong>разделения</strong> подразумевается<br />

возникновение радиального (т.е. вдоль радиуса центрифуги)<br />

перераспределения концентраций. Элементарный (первичный)<br />

эффект обогащения соответствует при этом разности концентрации<br />

легкого компонента, взятой в области вблизи оси вращающегося<br />

ротора, и меньшей концентрации у внутренней стенки ротора, где<br />

за счет действия центробежных сил возрастает концентрация<br />

молекул тяжелого компонента. Существенно, что коэффициент<br />

обогащения в центрифуге зависит при этом просто от разности<br />

молекулярных масс компонентов смеси (а не от относительной<br />

разницы масс, как в диффузионном методе <strong>разделения</strong>), а также от<br />

окружной скорости вращения газа.<br />

Первичный эффект <strong>разделения</strong> может быть затем многократно<br />

умножен за счет возбуждения замкнутого продольного<br />

циркуляционного течения разделяемой смеси вдоль оси<br />

центрифуги, при котором у стенки ротора и вблизи оси газ<br />

движется в противоположных направлениях. Благодаря такому<br />

противотоку возникает перенос тяжелых и легких молекул в<br />

направлении, параллельном оси центрифуги, и разность<br />

концентраций образуется между областями, расположенными<br />

вблизи верхнего и нижнего торцов аппарата.<br />

Подобные соображения оказываются справедливыми и для<br />

других молекулярно-кинетических методов <strong>разделения</strong><br />

(термодиффузия и масс - диффузия), где используются аппараты<br />

в виде колонн с радиальным первичным эффектом <strong>разделения</strong>.<br />

В случае термодиффузии первичный эффект <strong>разделения</strong> возникает<br />

за счет радиального градиента температуры, а в случае массдиффузии<br />

− из за различной скорости диффузии компонентов<br />

разделяемой смеси в поток третьего (несущего)компонента. Физика<br />

явлений, вызывающих такое радиальное разделение смеси,<br />

обсуждается в главе 9.<br />

Сходные процессы наблюдаются и в ряде физико-химических<br />

методов <strong>разделения</strong>, где в отличие от рассмотренных выше<br />

примеров используются двухфазные системы типа газ - жидкость.<br />

Радиальный равновесный эффект <strong>разделения</strong> в дистилляционных<br />

колоннах или в колоннах изотопного химического обмена<br />

143

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

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!