Разделение изотопов углерода при ИК многофотонной диссоциации молекул CF3J и CF3Bг

• Автор: Аватков, Олег Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Тбилиси
• Количество страниц: 173 c. : ил

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Явление изотопически селективной многофотонной диссоциации молекул

1.2. Селективная МВД углеродеодержачих молекул

1.3. Оптимальная схема и масштабирование процесса разделения

2. ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Экспериментальные методики

2.2. Экспериментальные установки

3. ВЛИЯНИЕ НЕРЕЗОНАНСНЫХ ГАЗОВ НА ШЖЧЕСКИЙ СОСТАВ

ПРОДУКТОВ И ПАРАМЕТРЫ ШД МОЛЕКУЛ С?^ и С?3Вг

3.1. Влияние нерезонансных газов на выход, селективность и химический состав продуктов МВД молекул СРдЗ и СГ3Вг при возбуждении изотопной компоненты с высокой относительной концентрацией
3.2. Влияние акцепторов на селективность, выход и химический состав продуктов МВД молекул С53Э при возбуждении изотопической компоненты с низкой относительной концентрацией
3.3. Кинетика лазерохимического синтеза на основе реакций радикала СГ3 с акцепторами Вг2
и N0
3.4. Селективность и выход диссоциации молекул 13С?3Вг при возбуждении в максимуме их
спектра ШД
Резюме
4. С ТОЛКНОВИТЕЛЬНАЯ МНОГОГО ТОННАЯ ДИССОЦИАЦИЯ 13С?3Вг
В УСЛОВИЯХ ДЛИННОВОЛНОВОЙ ОТСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ ОТ
МАКСИМУМА ПОЛОСЫ ПОГЛОЩЕНИЯ

4.1. Возбуждение молекул СРдВг в условиях длинноволновой отстройки частоты от максимума их
спектра поглощения
4.2. Селективность и выход ГЩ молекул ^СРдВг
при повышенных собственных давлениях газа
4.3. Оптимизация параметров процесса многофотонной диссоциации молекул СР3Вг
Резюме
5. МАСШТАБШЖЖЕ ПРОЦЕССА РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ УГЛЕРОДА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИЗЛУЧЕНИЯ ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДЙЧЕСКОГО С02-ЛАЗЕРА
5.1. Установка для масштабирования процесса разделения
5.2. Эксперименты с ЛРР
5.3. Получение опытной партии высококонцентрированного изотопа 12С методом селективной
Ж диссоциации

5.4. Селективный по изотопу С лазерохимический синтез граммовых количеств С£3Вг и
C5SN0
5.5. Двухступенчатый процесс получения высококонцентрированного изотопа С
Резюме
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Дня получения стабильных изотопов к настоящему времени разработаны, реализованы в промышленном масштабе и успешно эксплуатируются такие, теперь уже часто называемые классическими, методы разделения, как низкотемпературная ректификация, газовая диффузия, масс-диффузия, термо-диффузия, химический изотопный обмен и др. [1-3]. Несмотря на это, поиск и разработка новых перспективных методов и процессов разделения стабильных изотопов и сегодня представляют весьма актуальную задачу. Определяется это тем, что стабильные изотопы в виде изотопомодифи-цированных соединений и материалов имеют широкое применение в различных областях научных исследований и народного хозяйства.
О другой стороны, существующее цроизводство изотопов не всегда удовлетворяет потребностям в них страны и экспорта, а уже ближайшие перспективы развития некоторых важных отраслей промышленности в определенной степени могут зависеть от увеличения масштабов производства, расширения номенклатуры и снижения цены на определенные виды изотопной продукции.
Эффективными методами получения изотопов некоторых элементов могут стать лазерные методы разделения изотопов (ЛРИ) [4-8], основанные на селективном взаимодействии монохроматического лазерного излучения с веществом. Лазерные методы обладают рядом ценных для разделительных процессов особенностей [9], среди которых можно выделить следующие:
- высокий элементарный коэффициент разделения ( ) #
позволяющий свести число необходимых ступеней разделения к нескольким, а в ряде случаев к одной;

С2?6, еще и продуктов реакций радикалов С£3 с молекулами акцептора, как, например, реакция (3.4). Аналогично, при МФД С3?33 в присутствии Вг2 имеет место реакция
с образованием молекул СЗ?3Вг.
Как показали наши эксперименты, варьируя только концентрацию акцептора при прочих фиксированных параметрах, можно получить любое соотношение между конечными концентрациями продуктов С?3Вг и C^g. Так, если при РаКц= 0 образуется только продукт CgPg по реакции (1.2), то при Ррез= 27 Па (0,2 Topp) и Ра1щ= 400 Па (3 Topp), реализуется практически полная (с точностью до чувствительности ИК-спектрометрического анализа) конверсия продиссоциированных молекул СР3Ч в С?3Вг.
В экспериментах по МФД молекул С?3Вг в присутствии ]^ удалось добиться полной конверсии продиссоциированных молекул СЗтдВг в СР3'3 при R, ^ 1,3 кПа (10 Topp) и температуре Т= 400 К по реакции
(нагрев реактора осуществлялся для того, чтобы обеспечить необходимое парциальное давление паров молекулярного йода).
Еще один пример фотохимической конверсии имеет место при использовании в качестве акцептора кислорода. В этом случае реакция протекает с образованием конечного продукта дифторфос-гена, предположительно, в две стадии по схеме
CFb + Brx *- CFjür-vfrr
(3.6)
(3.7)
CF3 + 0A COFo, + Q
(3.8)
C0F3—- COF^+F
(3.9)