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

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

историческом обзоре упоминалось также о попытках Ф. Астона<br />

разделить изотопы неона с помощью диффузии через пористую<br />

трубку.<br />

Значительный успех в использовании газодиффузионного<br />

метода был достигнут в 1932 году, когда немецкий ученый Г. Герц<br />

соединил несколько диффузионных разделительных устройств в<br />

так называемый каскад, состоящий из 12 ступеней, каждая из<br />

которых была снабжена двумя ртутными насосами,<br />

обеспечивающими циркуляцию газа в каскаде. На этой установке<br />

ему удалось получить неон, содержащий 75% изотопа 22 Ne, в то<br />

время как исходная концентрации этого изотопа в природной смеси<br />

составляла только 10%. Позднее, в 1933 году на установке,<br />

содержащей 50 ступеней, был получен практически чистый 22 Ne .<br />

На ней же осуществлялось разделение смеси водорода с дейтерием.<br />

На каскаде из 34 ступеней, заполненных метаном, Герцем было<br />

получено обогащение до 16% по изотопу 13 C . В своих устройствах<br />

в качестве материала фильтров ученый использовал довольно<br />

грубодисперсные пористые среды, что вызывало необходимость<br />

работы при относительно низких давлениях газа. По этой причине<br />

количества разделяемого продукта оказывались очень малыми. Тем<br />

не менее, установки Герца явились прообразом будущих<br />

диффузионных каскадов и диффузионных заводов, построенных<br />

для <strong>разделения</strong> <strong>изотопов</strong> урана.<br />

Полученные выше оценки для средней длины свободного<br />

пробега молекул (см. табл. 7.1 и формулу (7.13)) позволяют<br />

сделать важные выводы, относящиеся к практическому<br />

осуществлению газодиффузионного метода <strong>разделения</strong> <strong>изотопов</strong>.<br />

Диффузионные машины первых поколений, использовавшиеся для<br />

<strong>разделения</strong> <strong>изотопов</strong> урана на Уральском электрохимическом<br />

комбинате, имели рабочее давление на входе в пористые фильтры<br />

на уровне 20 тор (0,026 атм) [8], что соответствует длине<br />

свободного пробега молекул в порах λ ~ 0,8 мкм. Это означает, что<br />

для создания режима течения в порах, близкого к свободномолекулярному,<br />

необходимо было использовать пористые<br />

перегородки со средним радиусом пор порядка одной десятой<br />

176

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

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!