Тайны разделения изотопов

производных от температуры и концентрации по заданному
направлению). Анализ соответствующей задачи, в том числе и при
ряде упрощающих предположений, можно найти в специальных
книгах, посвященных этому вопросу [ 44,45 ].
Один из главных выводов теории, который подтверждается и
качественными соображениями, состоит в том, что
термодиффузионная колонна функционирует как своеобразный
противоточный каскад, составленный из последовательно
соединенных элементарных делящих ступеней. В качестве
последних могут рассматриваться выделенные малые объемы
колонны, ограниченные по высоте плоскостями z и z + ∆z
, в
которых происходит радиальное разделение смеси благодаря
термодиффузии и обмен легким и тяжелым компонентом с
соседними по высоте элементами за счет конвективного переноса
и продольной диффузии. Разделительная эффективность колонны
будет зависеть, как и для любого каскада, от числа этих
непрерывно распределенных по высоте элементов, т.е. от длины
колонны.
Из теории следует также целесообразность выбора сравнительно
малого диаметра колонны (~2-3 см) или еще меньшего зазора
между двумя концентрическими цилиндрами ( ≤1см), имеющими
разные температуры. Этот зазор с большой точностью должен
выдерживаться по всей длине колонны. Для оптимального
разделения желательно также поддерживать достаточно заметное
давление газа (от 1 до 5 атм.) .
В разделе, посвященном истории Манхэттенского проекта, мы
уже рассказывали об использовании термодиффузионных колонн
235
для получения низкообогащенного U . Фактически это было
первое крупномасштабное применение явления термодиффузии
для производства изотопов. Напомним, что в качестве рабочего
вещества в колоннах использовался жидкий гексафторид урана.
Термодиффузия в жидкостях изучена в меньшей степени, чем в
газах, однако постоянная термодиффузии в жидких изотопных
смесях оказывается, как правило, в 6-7 раз большей, чем в газах.
Это обеспечивало довольно высокую эффективность колонн
Абельсона, в которых производилось примерно 50 г обогащенного
200