Физико-химические основы разделения изотопов лития в условиях формирования границы раздела фаз

• Автор: Андриенко, Олег Семенович
• Шифр специальности: 05.17.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 110 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

ГЛАВА I. МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ И СВОЙСТВА ИЗОТОПИЧЕСКИХ МОЛЕКУЛ

1.1 Метод газовой диффузии

1.2 Газовое центрифугирование

1.3 Газодинамический метод разделения изотопов

1.4 Химический и ионный изотопный обмен

1.5 Электромагнитные методы разделения изотопов

1.6 Оптические методы разделения изотопов

1.7 Физикохимические свойства изотопических молекул

ГЛАВА И. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЩЕСТВ

2.1 Хлорид лития
2.2 Методика проведения эксперимента по селекции изотопов лития
2.3 Рентгеновский дифракционный анализ
2.4 ИКспсктральный анализ
2.5 Массспектрометрическое определение изотопного состава
ГЛАВА III. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ И КИНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ ПРИ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДАХ
3.1 Основные теоретические положения
3.2 Основы теории фракционирования
3.3 Разделение химическими методами
3.4 Гомогенное распределение микрокомпонента между твердой и жидкой фазами
3.5 Термодинамическая теория распределения электролита между
твердой и жидкой фазами
3.6 Гетерогенное распределение микрокомпонента между твердой и жидкой фазами
3.7 Распределение микрокомпонента между твердой фазой и рас плавом
3.8 Экспоненциальный закон изотопного обмена для простых реакций в гомогенных системах
3.9 Гетерогенный изотопный обмен
ЗЛО Химические аспекты ионной сольватации
31 Основные аспекты теории строения растворов
32 Влияние температуры
3. Термодинамика образования кристаллов из жидкой фазы
3. Влияние изотопии
3. Кинетическая теория нуклеации
ГЛАВА IV. ЭКСПЕРИМЕНТЫ 0 ИЗУЧЕНИЮ ПЕРЕР АС ПРЕДЕЛЕ
НИЯ ИЗОТОПОВ ЛИТИЯ В УСЛОВИЯХ ФОРМИРОВАНИЯ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА ФАЗ
4.1 Описание экспериментов по изучению процессов селекции изо топов лития
4.2 Обработка и анализ результатов
4.3 Влияние сольватации на распределение изотопов лития
4.4. Зонная перекристаллизация хлорида лития
Заключение
Литература


Результаты проведенных исследований вносят существенный вклад в понимание механизмов процессов, протекающих в условиях формирования границы раздела фаз, и могут быть полезны при решении ряда задач физической и коллоидной химии, а также в технологии редких рассеянных и радиоактивных элементов. Российской Федерации на способ разделения и очистки изотопов и устройство для его осуществления. Влияние перссольвагации ионов лития на коэффициент разделения его изотопов в условиях формирования границы раздела фаз. Эффективность разделения изотопов лития в условиях равновесного формирования новой фазы определяется соотношениями значений работы зародышеобразования, энтальпии и энтропии фазового перехода. Работа нуклеации в условиях перекристаллизации хлорида лития из водных растворов для 6Li и 7Li существенно влияет на перераспределения его изотопов. Личный вклад автора в работы, выполненные в соавторстве и включенные в диссертацию, состоял в общей постановке задач, активном участии в проведении экспериментальных исследований, анализе и интерпретации полученных данных, написании статей. Atoms and Molecules and in laser, plasma and nanotechnologies» (Zvenigorod, ); Международной научной конференции, посвященной -летию Нобелевского лауреата академика А. М. Прохорова (Москва, ); Международном научном симпозиуме «Лазеры на парах металлов» (Лоо, ); Международном научном симпозиуме «Лазеры на парах металлов» (Лоо, ). По материалам диссертации опубликованы работы, в том числе 5 статей в реферируемых журналах, рекомендованных ВАК. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы. Материал работы изложен на 1 страницах, включая таблиц и рисунка. Список литературы содержит 7 наименований. Во введении дается обоснование актуальности работы, мотивируется выбор объектов исследования, приводятся цель работы, задачи исследований, указываются научная новизна и практическая значимость полученных результатов, формулируются основные положения, выносимые на защиту. В первой главе приведен обзор литературы, в котором рассмотрены имеющиеся сведения по способам разделения изотопов и свойствам изотопических молекул, а также сформулированы задачи исследований. Во второй главе содержится описание методов проведения экспериментов и использованных методик определения состава и свойств веществ. Третья глава посвящена теоретическому анализу молекулярно-кинетических процессов в системе изотопических молекул в процессах фазовых переходов. В четвертой главе изложены полученные экспериментальные данные, на основании которых проведен анализ определяющих термодинамических факторов процесса перераспределения изотопов в условиях формирования границы раздела фаз. ГЛАВА I. Разделение изотопов методом газовой диффузии в лабораторном масштабе впервые проводили Линдерман и Астон [2], чтобы получить изотопные смеси, обогащенные малораспространенными изотопами, для определения масс изотопов и для изучения атомных и молекулярных спектров. Первые результаты по изотопному обогащению методом газовой диффузии получили Астон для изотопов неона [3] и Харкинс для изотопов хлора [4] и ртути [5]. Герц, применив вместо повторений элементарного процесса каскад из ступеней, сумел улучшить обогащение Ые. Вслед за тем каскады с числом ступеней от до были применены для обогащения неона Ые [6], водорода 2Н [7], азота Ы [ и метана С [9]. Во время Второй мировой войны газодиффузионная технология была разработана для крупномасштабного производства урана, высокообогащенного изотопом 5и, в рамках Манхэттенского проекта США [-] и Британского проекта Управления по трубным сплавам []. Объединенные англо-американские исследования после г. США в Ок-Ридже ( г. Изотопной смесыо для процесса разделения служил гексафторид урана, так как это единственное соединение урана с моноизотопным элементом (фтором), обладающее достаточно высокой упругостью пара при комнатной температуре. С г. США для мирных целей []. Основные газодиффузионные заводы для промышленного разделения изотопов сегодня действуют или строятся: в США (Ок-Ридж, Падыока, Портсмут), России (Урал, Сибирь), Англии (Кейпенхёрст), Китае (близ Ланьчжоу) и Франции (Пьерлатт, Трикастен).