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.

мы посвятим элементарным основам этой теории. Хотя<br />

приводимые здесь результаты будут использованы главным<br />

образом при рассмотрении диффузионного метода <strong>разделения</strong>,<br />

некоторые из них существенны и для других молекулярнокинетических<br />

методов <strong>разделения</strong>. Поэтому мы призываем<br />

заинтересованного читателя по возможности внимательней<br />

отнестись к излагаемому ниже материалу.<br />

Закон квадратного корня<br />

В 1846 году английский физико-химик Томас Грэм опубликовал<br />

полученные им результаты по измерению величины потока<br />

(расхода) различных газов при их истечении в вакуум через<br />

отверстия малого диаметра и тонкие трубки. Им было обнаружено,<br />

что при относительно низких давлениях перед трубкой величина<br />

потока оказывается обратно пропорциональной квадратному<br />

корню из молекулярного веса газа (закон квадратного корня). В<br />

начале XX века это явление и зависимость потока через узкие<br />

длинные трубки (капилляры) от давления были детально изучены в<br />

экспериментах датского ученого М. Кнудсена. При этом<br />

выяснилось, что эффект зависимости величины потока от массы<br />

молекул оказывается наиболее выраженным в случае, когда<br />

средняя длина свободного пробега молекул в газе λ заметно<br />

превышает диаметр отверстия или характерный поперечный<br />

размер капилляра d.<br />

Мы еще обратимся к понятию средней длины свободного<br />

пробега молекул в газе, которая зависит от так называемого<br />

поперечника рассеяния или эффективного диаметра молекул и<br />

оказывается тем больше, чем меньше давление газа. Пока же<br />

отметим, что режимы течения газа в каналах принято<br />

характеризовать отношением средней длины свободного пробега<br />

λ к диаметру канала d или так называемым числом Кнудсена<br />

Kn = λ d . В случае пористой перегородки, которую можно<br />

представить себе как совокупность огромного числа извилистых<br />

каналов, соединяющих между собой различные поры, роль<br />

152

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

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!