Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Цуканов Б.И. "Время в психике человека" (Медицина)

Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Яблоков Н.П. "Криминалистика" (Юриспруденция)
Реклама

Изотопы: свойства, получение, применение Том 1 - Баранов В.Ю.

Баранов В.Ю. Изотопы: свойства, получение, применение Том 1 — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. — 600 c.
ISBN 5-9221-0522-1
Скачать (прямая ссылка): izotopisvoystvapolucheniyaprimenenie2005.djvu
Предыдущая << 1 .. 207 208 209 210 211 212 < 213 > 214 215 216 217 218 219 .. 291 >> Следующая


Величина изотопного сдвига в возбуждаемом колебании для молекул CF2HCI составляет более 20 см-1.

Многочастотное возбуждение является особенно эффективным, а в ряде случаев — и принципиально необходимым при малых значениях изотопного сдвига. Гак, в экспериментах по изотопически-селективной ИК МФД молекул 184^192OsO4, где изотопный сдвиг составляет всего Aum = 0,26 см_1/1 а.е.м. селективность была достигнута только при двухчастотном облучении. Следует отметить, что и в случае лазерного разделения изотопов 235U и 238U (изотопный сдвиг Aum « 0,6 см-1) на основе ИК МФД молекул UF6, значения селективности, представляющие интерес для создания промышленной технологии лазерного обогащения 235U, были получены только при использовании многочастотного облучения [55-57]

Ещё один метод многочастотной ИК диссоциации молекул основан на возбуждении обертонов высокочастотных колебаний (С-Н, Si-H и др.) при одноквантовом поглощении излучения на одной частоте и последующей ИК МФД этих предварительно возбуждённых молекул в результате многофотонного возбуждения лазерным излучением на другой частоте [61]. В силу высокой селективности первой ступени, этот метод может обеспечить высокую селективность диссоциации. Так, в [61], в экспериментах с молекулой CF3H при возбуждении второго обертона колебания связи 13C-H было получено значение а(13/12), равное примерно 9000.

Исследование спектров ИК МФ диссоциации молекул показывает, что вид этих кривых во многом определяется исходным состоянием возбуждаемых молекул. При комнатной температуре газа молекулы расселены по

Рис. 8.3.2. Зависимость степени разделения в продуктах Knp(D/H) от плотности энергии импульса при ИК МФД смеси молекул CF3CDCI2 и CF3CHCI2 [8]

15*
452

Гл. 8. Оптические методы разделения изотопов

многим вращательным состояниям, что приводит к достаточно широкой P-Q-R структуре в спектре ИК переходов. Кроме того, молекулы заселяют низколежащие колебательные состояния. Последнее обстоятельство особенно существенно для тяжёлых молекул. Так, в SFq при комнатной температуре в основном состоянии находится ~ 30% молекул, а в UFq — всего около 0,4%. Поэтому вклад «горячих» полос в ширину спектра ИК МФ возбуждения весьма значительный, а в случае UFq — определяющий. Всё это вместе может приводить к значительному уширению спектра ИК МФ возбуждения в системе нижних уровней при комнатной температуре, а следовательно — к уменьшению селективности процесса ИК МФД в целом.

Это указывает на довольно очевидный путь повышения селективности ИК МФД, а именно, — понижение температуры газа. Такой подход был предложен ещё в одной из ранних работ [62], а затем успешно реализован в целом ряде последующих экспериментов (см. обзор в [2, 3]).

Рассмотрим пример SFq. Для обогащения продуктов диссоциации изотопом 33S необходимо осуществить селективную диссоциацию 33SFq. Из-за сравнительно большой ширины спектра ИК МФД (см. рис. 8.3.1) и относительно малого изотопного сдвига (Avli3 ~ 8,7 см-1) для колебания v% молекул 32SFq, 33SFq и 34SFq добиться высокой селективности диссоциации 33SFq при комнатной температуре невозможно. Максимальные ожидаемые одновременно значения (33/32) и а(33/34) (из пересечения кривых на рис. 8.3.1) составляют около двух. Поэтому в [37] для увеличения селективности было использовано охлаждение SFq до T = 173 К. Понижение температуры привело, как и следовало ожидать, к сужению спектра ИК МФД, а следовательно — к повышению селективности. Последняя увеличилась более чем в 3 раза и достигла значения а(33/32) = 7.

В рассмотренном примере молекулы SFq ширина спектра ИК МФД (по полувысоте) при комнатной температуре превышает величину Avli3 между соседними изотопами почти в два раза. Однако охлаждение приводит к значительному росту а и при больших изотопных сдвигах, превышающих ширину спектра ИК МФД. Примером может служить молекула CF3I. Изотопный сдвиг в возбуждаемом колебании для молекул 13CFsI и 12CFsI составляет Avli3 « 26 см-1, что больше ширины контура ИК МФД (по полувысоте) Avli3 « 17 см-1 [63]. Тем не менее, эксперименты [19, 20] показали, что изменение температуры газа и в этом случае сильно влияет на селективность. Так, при изменении T от 370 К до 230 К значение Ки?(13/12) возросло в 8 раз. В данном случае это связано с уменьшением интенсивности дальнего крыла спектра ИК МФД нецелевого изотопа.

В рассмотренных выше примерах величина изотопного сдвига Avvi3 сопоставима или меньше ширины спектра ИК МФД, поэтому селективность имеет место уже при комнатной температуре газа. При соответствующей отстройке частоты лазерного излучения от нецелевого изотопа для многих молекул величина селективности может быть весьма значительной и в этих условиях (см. табл. 8.3.1). Понижение температуры в этом случае хотя и увеличивает селективность, но не является обязательным, если значение а достаточно велико и при комнатной температуре. Ситуация принципиально иная при ма-
8.3. Многофотонная изотопически-селективная ИК диссоциация молекул

453

лых значениях Aum « 1 см-1, когда ширина контура ИК МФД значительно превышает величину Aum и поэтому сколько-нибудь заметной селективности МФ диссоциации вообще не наблюдается. Типичным примером является молекула UF6. В этом случае охлаждение газа является принципиально необходимым, причём охлаждение в пределах « 100 К, как в вышеописанных примерах, может оказаться недостаточным. В этом случае можно использовать газодинамическое охлаждение при сверхзвуковом истечении газа из сопла. Такая техника позволяет сравнительно легко получить значения T = = 20 -г- 40 К. В этом случае практически все молекулы находятся в основном состоянии и спектр ИК МФ возбуждения в системе нижних уровней кардинально сужается. Именно на таком пути в сочетании с многочастотным ИК МФ возбуждением были достигнуты необходимые значения а(235/238) ^ 4 при изотопически-селективной ИК МФ диссоциации UF6 [57].
Предыдущая << 1 .. 207 208 209 210 211 212 < 213 > 214 215 216 217 218 219 .. 291 >> Следующая