Разделение изотопов, потребности, кроме урана Опции

[Татарин]

Какие ещё изотопно-чистые материалы нужны промышленности (видимо, атомной) в значимом количестве?

Насколько эластичен спрос?
(Допустим, завтра некто Вася Пупкин говорит, что готов поставлять тяжёлую воду по цене 3$ за литр (цена, как и имя условны ), насколько выросло бы потребление тяжёлой воды? Или поставки всё равно были бы в тех же количествах по той же (возможно, чуть меньшей цене)?)

Про потребности в боре-10 в микроколичествах известно.
А насколько востребован литий-6?

Какие изотопы ещё в макроколичествах нужны индустрии?

[Denis_Hliustin]

Какие ещё изотопно-чистые материалы нужны промышленности (видимо, атомной) в значимом количестве?

Из 92 химических элементов таблицы Менделеева до урана 21 элемент моноизотопен, 9 отсутствуют в природе в весомых количествах. Остаются 62 из которых 39 мультиизотопы и 23 би-изотопные смеси.

Из стабильных изотопов в разделенном виде применяются 6: водород, гелий, литий, бор, азот (N15 для нитридного топлива), уран. Все эти 6 относятся к числу 23-х би-изотопных смесей, поскольку их проще всего разделять. Часто в смеси основная масса сорного изотопа и небольшой довесок ценного.

В случае 39 мульти-изотопов выделение химическим обменом или центрифугированием неэффективно, т.к. отделять от целевого изотопа надо и более тяжелые и более легкие. Для мульти-изотопных смесей нужна технология лазерного разделения, позволяющая настраиваться на отдельный изотоп.

Разделять оставшиеся 17 (=23-6) би-изотопов пока нету большого смысла по разным причинам. Например, тантала-180 присутствует 0,012% что при мировом производстве природного 840 тонн/год соответствует 6 литрам в год тантала-180. Который в будущем может быть полезен в регулирующие стержни ЯРД: отличный поглотитель и температура плавления 3000 градусов.

А насколько востребован литий-6?

Мировое годовое производство лития - десятки тысяч тонн, он не является лимитирующей стадией производственной цепочки военной техники для развитых стран на которых не наложены санкции (при свободном доступе к мировому рынку соответствующих материалов). Ради интереса мы смотрели однажды литий в аккумуляторах мобильников разных производителей - оказался природный. 6-й изотоп не был оттуда заранее выделен, хотя в масштабах сверхдержавы для этого достаточно пропускать весь объём добываемого природного лития через один небольшой химзавод.

Какие изотопы ещё в макроколичествах нужны индустрии?

Нет сомнений, в перспективе перечень промышленых стабильных моно-изотопов будет увеличиваться: сначала на оставшиеся 17 би-изотопных смесей, затем на все 34 мульти-изотопных с чётным зарядом ядра атома (39 = 34 плюс кислород, неон, аргон, криптон, ксенон).
Это давно проанализировано. Кое-что мы не можем обсуждать поскольку нужно для АПЛ, кое-что лежит на поверхности. К примеру, мульти-изотоп молибден использовался для легирования урана при попытках создать металлическое топливо для БН. Природная смесь поглощением нейтронов снижает КВ на 0,1 и больше, при избирательном использовании изотопов молибдена КВ не будет снижаться.

Изотопы, имеющие короткопериодические продукты нейтронного захвата, будут актуальны в замкнутом топливном цикле для малоактивируемых материалов.
На данный момент, когда в мировой ядерной энергетике десятилетия затишья, ограничены возможности широко применять не то что разделенные изотопы, а даже отдельные химические элементы. К примеру, много говорилось про реакторы СВБР с эвтектикой 45% свинец и 55% висмут. Между тем, мировое годовое производство висмута на 1993 год оценивалось 3000 тоннами в год при плотности 10 тонн на кубометр. Соответственно, даже сверхдержава обеспечить висмутом в состоянии вовсе не серийные мощные реакторы (если бы таковые были созданы), а в лучшем случае ограниченную серию АПЛ.

[VBVB]

Пишут, что использование радиогенного изотопа 208Pb в отражателе быстрых реакторах может заметно улучшить безопасность быстрых реакторов.
http://www.nikiet.ru/index.php?option=com_...8&Itemid=82

Однако не понятно, каким образом получать массово изотоп 208Pb. Он по сути конечный продукт распада 232Th, но у нас в стране почти нет значимых ториевых месторождений.
Кроме того, торию всегда уран сопутствует, а это значит в радиогенном свинце от распада из уран-ториевых месторождений всегда будет мешанина из изотопов 206Pb (продукт распада урана-238), 207Pb (продукт распада урана-235) и 208Pb.
Т.е. получается что свинец радиогенный для выделения обогащенногго 208Pb для быстровиков надо обеднять легкими изотопами. А сколько это стоить будет никто толком и не знает.

[Татарин]

Однако не понятно, каким образом получать массово изотоп 208Pb.

А существуют ли газообразные соединения свинца?
Чтобы задействовать центрифужное обогащение?

Лазерные технологии для свинца значительно сложнее в силу структуры его переходов...
Калютрон для требуемых количеств - запредельно дорого.

Что остаётся?
А остаётся только то, что сейчас принято считать экзотикой. И да, плазменным технологиям снова пламенный привет...

[armadillo]

но у нас в стране почти нет значимых ториевых месторождений.

ну это в любом случае надо исправлять.

Кроме того, торию всегда уран сопутствует, а это значит в радиогенном свинце от распада из уран-ториевых месторождений всегда будет мешанина из изотопов 206Pb (продукт распада урана-238), 207Pb (продукт распада урана-235) и 208Pb.

это как? в ториевый бридер будем пихать природные минералы без очистки и разделения хотя бы по элементам?

[Татарин]

это как? в ториевый бридер будем пихать природные минералы без очистки и разделения хотя бы по элементам?

Имелось в виду, что месторождения свинца будут содержать смесь его изотопов.

[VBVB]

А существуют ли газообразные соединения свинца?
Чтобы задействовать центрифужное обогащение?

Есть газооборазный плюмбан PbH4, но он очень нестойкий при работе с ним и самовозгорающийся при контакте с кислородом. Вряд ли он подходит для центрифужного обогатительного пр-ва.
В принципе, в качестве сырья для центрифуг можно использовать тетраметилсвинец у которого температура кипения около 110С.

Что остаётся?
А остаётся только то, что сейчас принято считать экзотикой. И да, плазменным технологиям снова пламенный привет...

Возможно плазменная сепарация действительно наиболее реальная технология для промышленного выделения свинца-208.
Вероятно, для промышленного производства свинца-208 для БНов надо усиленно искать по миру коренные месторождения тория и свинец пытаться оттуда добывать. Но по затратам это космос...

[Обнинский]

Кто знает, сколько ступеней было на газодиффузионных заводах?

[AtomInfo.Ru]

Кто знает, сколько ступеней было на газодиффузионных заводах?

1000-1500 ступеней для получения урана реакторного обогащения.

Несколько тысяч ступеней для получения высокообогащённого урана.

Ист.: Г.Кесслер "Ядерная энергетика".

[или]

Потребность разделения изотопов кроме урана есть.Если разделить изотопы железа никеля и хрома то будет можно сделать нержавейку с 0.006 барн активации а не 2.7 барн как у теперешней нержавейки. Кончится дефицит циркония. Корпус реактора из изотопной нержавейки можно будет гарантировать на 300 лет. Если разделить изотопы кадмия то получится три изотопа сильней природного поглащающие нейтроны. И найдутся два изотопа совсем не поглощающие нейтроны.И тогда
нужнобудет выделить самый лёгкий изотоп олова. Тогда можно будет сделать теплоноситель из кадмия олова свинца и висмута с температурой плавления 75 градусов. Очень упростятся процессы включения и выключения лодочных реакторов. А если разделить изотопы вольфрама молибдена платины и паладия то получится корпусной матерьял для высоко температурных реакторов. 3050 градусов хотя карбид урана держит 2700.Монетарные платину и палладий не обязательно
можно поискать в продуктах деления.

[AtomInfo.Ru]

Если разделить изотопы железа

А что будем чистить у железа? В сечениях стабильных изотопов железа больших отличий не нахожу в тепловой области энергий.

[AtomInfo.Ru]

[или]

Из приведённых вами спекторов видно что у железа56 резонансы пожиже.И цифра в правом верхнем углу на порядок меньше.Ясно что если карбонил железа гонять по центрифугам то смысла в изотопной нержавейке не будет.Мои предложения основаны на более дешовом способе разделения изотопов.

[AtomInfo.Ru]

Из приведённых вами спекторов видно что у железа56 резонансы пожиже.

Пожиже. Но это кэвная или околокэвная область, если говорим о ВВЭР, то её важность не так велика.

Один из примеров упоминается в ветке - свинец. Если получить чистый дважды магический изотоп свинца, то у него сечения захвата близки к нулю, а в виду его большой массы это практически идеальный теплоноситель. Такая идея периодически рассматривается. Просто свинцового реактора ещё нет - соответственно, и практической потребности в разделении изотопов свинца тоже.

Могу сказать, что чистые стабильные изотопы нужны и на стороне. У нас в городе одно время был банк изотопов - кто-то их покупал, то есть, кому-то это надо было. Раз есть потребности, пусть и вне отрасли - значит, можно было бы и заниматься разделением.

[AtomInfo.Ru]

Кончится дефицит циркония.

Чистить центрифугами его от гафния? Возможно, наверное... Но вроде бы сейчас обычными химическими методами цирконий очищают очень и очень неплохо. Может выйти так, что центрифугами будет просто неоправданно экономически.

[AtomInfo.Ru]

Самое смешное - Иран сейчас будет разделять своими центрифугами именно неурановые изотопы. У них это получится в принудительном порядке - будет ограничено число центрифуг, работающих с ураном, а остальные придётся как-то по-иному использовать.

[или]

У вас не понятно предложение для спроса,или спрос для предложения.По моему в начале должен быть свинец 208 и тогда появится свинцовый реактор.

[AtomInfo.Ru]

По моему в начале должен быть свинец 208 и тогда появится свинцовый реактор.

См. тему про Прорыв. Отсутствие изотопночистого свинца не главный сдерживающий фактор. Более того, и на обычном свинце сделать реактор можно.

[или]

Проблема лишних центрифуг скоро будет и в Росатоме. Появится новый способ обогощения урана.

[AtomInfo.Ru]

Проблема лишних центрифуг скоро будет и в Росатоме. Появится новый способ обогощения урана.

Лазер? Он не новый.

[или]

Многократная зонная лазерная перекристаллизация нитрата уранила. У Першукова этот вопрос.

[armadillo]

http://dxdy.ru/post587728.html
это вы отсюда пришли?

[или]

Да это от-туда но через минОбрнауки.

[Didro]

Многократная зонная лазерная перекристаллизация нитрата уранила. У Першукова этот вопрос.

Лазерный процесс известен с средины прошлого века.
По сей день не решен вопрос промышленной производительности, т.к. с ее ростом, эффективность падает по экспоненте.
Так называемый "сотовый" или "ячейковый" вариант крайне капиталоемок, по сей день не проходит по экономике.

[Татарин]

Кстати, подумалось: зёленая мечта о запасании зелёной энергии через электролиз, запасание водорода и сжигание его (в ТЭ) имеет неожиданный побочный выхлоп.

Если бы такая крупномасштабная установка была бы построена, она (при минимальном желании и усилиях) стала бы одним из крупнейших производителей тяжёлой воды. А заодно и эффективнейшим, потому что все расходы уже оплачены.

Но возможен и обратный ход: строить установку обогащения, которая внезапно(тм) станет эффективнейшим балансером нагрузки и генератором пиковых мощностей. Так что если канадцам для их "Канду" вдруг потребуется много относительно дешёвой тяжёлой воды, они могут это сделать очень зелено, с пользой для КИУМ АЭС и для системы. Пузл складывается почти идеально.


Сообщение отредактировал Татарин - 30.6.2015, 11:26

[Татарин]

Многократная зонная лазерная перекристаллизация нитрата уранила. У Першукова этот вопрос.

На первый взгляд - глупость. На второй - тоже.

Сила лазерных методов - в их высокой избирательности и "однопроходности": энергия доставляется очень адресно к "правильному" изотопу, а "правильный" изотоп после получения кванта сразу и навсегда выключается из игры.

Тут нет ни того, ни того + многократный фазовый переход. Для накачки (и поддержания правильного зарядового состояния в расплаве) всех атомов правильного изотопа в зоне перекристаллизации нужна очень большая мощность лазера. На каждый атом должно приходиться какое-то бессмысленно большое количество возбуждений (или резко растёт шанс его попадания в кристалл, зарядовое состояние же после получения УФ-кванта в расплаве не вечно).
И всё это для того, чтобы убрать ион правильного изотопа в жидкую фазу?

ЕСЛИ эффект при перекристаллизации есть, боюсь, по энергоэффективности, оно будет в итоге ГОРАЗДО хуже даже диффузии.

О чисто технических сложностях я не буду даже говорить.

Сообщение отредактировал Татарин - 30.6.2015, 12:38

[armadillo]

в предыдущий раз обсуждалось тут:
http://forum.atominfo.ru/index.php?showtop...ost&p=47656

[Татарин]

Есть технология технически куда проще: предположим есть некая реакция вещества с целевым элементом (с внешним реагентом, развала или обмена ионом - не суть), которая сильно зависит от спинового состояния внешних оболочек (не буду показывать пальцем на конкретные примеры).
Если ядра целевых элементов имеют отличный магнитный момент (опять не показываю пальцы на некоторые практически интересные изотопы), то за счёт МИЭ энергии переходов с изменением спина будут отличаться.

Дальше, всё что нам нужно - это простой советский ЭПР: накачиваем переходы только целевого изотопа и снимаем запрет, резко изменяя химическое равновесие для вещества с целевым изотопом. Прямо в растворе. На радиочастотах, которые генерировать "легко и приятно" даже в мегаваттных количествах. Но самое приятное для нас - энергия радиокванта, которая в сотни тысяч и миллионы раз меньше, чем оптического, не говоря уж о расходах на генерацию (киловаттный радиогенератор "слегка дешевле", чем киловаттный лазер на правильном изотопе).
Конечно, избирательность технологии при комнатных температурах несравнима с лазерной (даже из самых общих соображений про kT), но вот тут можно применить кое-какие чудеса и резко поднять эффективность.

[или]

Не помню я где но попадалась информация что при перекристаллизации хлористого лития обнаружилось переаспределение изотопов.Это должно доказывать мою правоту.

[Татарин]

Не помню я где но попадалась информация что при перекристаллизации хлористого лития обнаружилось переаспределение изотопов.Это должно доказывать мою правоту.

В общем-то - нет.
При чём тут предлагаемое возбуждение лазером?

Изотопно-зависимых эффектов вообще очень много (сложно найти, скорее, процессцы, которые совсем никак не зависят ). А для лития, как лёгкого атома, они все должны быть (относительно) велики.
Но для обогащения выбирают же самые сильные эффекты. И сравнивать нужно именно с наилучшими процессами, имеющимися в индустрии.

А то, что вообще, в принципе, где-то измеримый эффект возможен - ну... оно интересно разве что фундаментальщикам. Если интересно.

[или]

Ну ладно я дам ход теме.У Татарина критиканство а не конструктивная критика которую я бы принял.Достаточно много перераспределений изотопов это и есть разделение изотопов.А ещё есть потребность в кислородах 17 и 18.Вот по чему.

1) Li3/6/32+n0/1/0=>T1/3/8,5+He2/4/28,3+4,8 Mev
2) D1/2/2,2+T1/3/8,5=>n0/1/0+He2/4/28,3+17,6 Mev
3) O8/18/139,6+T1/3/8,5=>n0/1/0+F9/20/153,6+5,5Mev
4) O8/18/139,6+He2/4/28,3=>n0/1/0+Ne10/21/167,1--0,8Mev
5) T1/3/8,5+n0/1/0=>He2/4/28,3+19,8Mev
6) O8/18/139,6+D1/2/2,2=>n0/1/0+F9/19/147,6+5,8Mev
7) Li3/6/32+O8/18/139,6=>Na11/24/194+22,4Mev



1) Li3/6/32+n0/1/0=>T1/3/8,5+He2/4/28,3+4,8Mev
2) D1/2/2,2+T1/3/8,5=>n0/1/0+He2/4/28,3+17,6Mev
3) O8/17/131,8+T1/3/8,5=>n0/1/0+F9/19/147,6+7,3Mev
4) O8/17/131,8+He2/4/28,3=>n0/1/0+Ne10/20/160,6+0,5Mev
5) T1/3/8,5+n0/1/0=>He2/4/28,3+19,8Mev
6) O8/17/131,8+D1/2/2,2=>F9/19/147,6+13,6Mev
7) Li3/6/32+O8/17/131,8=>Na11/23/186,6+22,8Mev
Все семь реакций будут в бомбе с гидроксидом лития6 и дейтерия и кислорода 18.А первые пять реакций можно осуществить в ядерном реакторе без никакой плазмы.В таком реакторе будет делиться уран238.По тому что термоядерные нейтроны.

[или]

Есть технология технически куда проще: предположим есть некая реакция вещества с целевым элементом (с внешним реагентом, развала или обмена ионом - не суть), которая сильно зависит от спинового состояния внешних оболочек (не буду показывать пальцем на конкретные примеры).
Если ядра целевых элементов имеют отличный магнитный момент (опять не показываю пальцы на некоторые практически интересные изотопы), то за счёт МИЭ энергии переходов с изменением спина будут отличаться.

Дальше, всё что нам нужно - это простой советский ЭПР: накачиваем переходы только целевого изотопа и снимаем запрет, резко изменяя химическое равновесие для вещества с целевым изотопом. Прямо в растворе. На радиочастотах, которые генерировать "легко и приятно" даже в мегаваттных количествах. Но самое приятное для нас - энергия радиокванта, которая в сотни тысяч и миллионы раз меньше, чем оптического, не говоря уж о расходах на генерацию (киловаттный радиогенератор "слегка дешевле", чем киловаттный лазер на правильном изотопе).
Конечно, избирательность технологии при комнатных температурах несравнима с лазерной (даже из самых общих соображений про kT), но вот тут можно применить кое-какие чудеса и резко поднять эффективность.

Вы Татарин выдаёте желаемое за действительное.Нету такой технологии по тому что не может быть.Забейте ЭПР в Яндекс.Там будет написано что электронные парамагнитные резонансы бывают только на неспаренных электронах.А такие есть только в железе кобальте никеле и лантаноидах.

[Татарин]

Вы Татарин выдаёте желаемое за действительное.Нету такой технологии по тому что не может быть.Забейте ЭПР в Яндекс.Там будет написано что электронные парамагнитные резонансы бывают только на неспаренных электронах.А такие есть только в железе кобальте никеле и лантаноидах.

Вне химических соединений - безусловно да (только ЭПР отдельно стоящих атомов вообще мало кому интересен).
А в химических соединениях?

100% симметрия спиновой плотности в сложных соединениях - скорее исключение, чем правило.
Собссно, тем ЭПР и хорош.

[или]

Ядерные магнитные резонансы для вас должны быть интересней.Но на химические реакции ЯМР повлиять не сможет.И ЯМР бывает только на не целочисленных спинах ядер.

[Dobryak]

Ядерные магнитные резонансы для вас должны быть интересней.Но на химические реакции ЯМР повлиять не сможет.И ЯМР бывает только на не целочисленных спинах ядер.

Даже не смешно... ЯМР бывает на каком угодно спине ядра. Классика жанра --- дейтрон. У него спин единица. В ускорителях спин дейтрона крутят как хотят с помощью именно стандартной ЯМР техники, реализованной, правда, на лету. Но последнее совершенно непринципиально.

[или]

Я за что купил за то и продаю . Про не цело численные спины ядер в интернете вычитал.Дело то в том чтобы целевые изотопы вступали в химические реакции.Или как в моей идее не кристализовались.

[Татарин]

Ядерные магнитные резонансы для вас должны быть интересней.Но на химические реакции ЯМР повлиять не сможет.И ЯМР бывает только на не целочисленных спинах ядер.

Нет, не интереснее. Конечная цель-то - электроны химических связей, зачем тут нужно ядро, кроме того, чтоб давать отличие в спектре?
Достаточно посмотреть на график ЭПР чтоб увидеть - обычного сверхтонкого расщепления вполне достаточно для хорошей селективности.

Оффтопично: с ЯМР Вы, похоже, знакомы так же, как с ЭПР - по Яндексу. Идея-то у ЯМР - проще некуда: если есть хоть какой-то магнит, значит, есть магнитный момент. Даём поле, снимаем вырождение и поехали. А целые там спины или полуцелые - дело десятое. Главное, чтоб большИе.

[или]

Вы Татарин напишите подробней про вашу идею. Если она реализуема то она лучше моей.

[VBVB]

Забейте ЭПР в Яндекс.Там будет написано что электронные парамагнитные резонансы бывают только на неспаренных электронах.А такие есть только в железе кобальте никеле и лантаноидах.

Для соединений пятивалентного урана U(V), четырехвалентного плутония Pu(IV) явление ЭПР устойчиво наблюдается (особенно хорошо регистрируется при низких температурах).

[Татарин]

Для соединений пятивалентного урана U(V), четырехвалентного плутония Pu(IV) явление ЭПР устойчиво наблюдается (особенно хорошо регистрируется при низких температурах).

Низкие температуры для ЭПР хороши, это общее место для любых соединений. От kT зависит вероятность релаксации и населённость уровней.

[VBVB]

Интересно, а не пытались ли где-нибудь кондиционировать топливный/энергетический плутоний на основании применения эффекта ЭПР в его четырехвалентных соединениях для отделения Pu-240?

[Татарин]

Вы Татарин напишите подробней про вашу идею. Если она реализуема то она лучше моей.

Я уж написал выше.

Дальше - нужно идти в конкретику, что, в принципе, уже не очень хорошо само по себе.

[Татарин]

Интересно, а не пытались ли где-нибудь кондиционировать топливный/энергетический плутоний на основании применения эффекта ЭПР в его четырехвалентных соединениях для отделения Pu-240?

Могу сказать, что открытых публикаций по изотопной селекции актинидов (любых) таким способом вообще нет.
Конкретно с плутонием можно сказать, что это будет сложно именно из-за температур: энергетический плутоний будет греть раствор и портить пики.
Кроме того, плутоний - это не природный уран, это уже радиохимия со всем присущим ей хаосом. Более того - мокрая радиохимия с кучей отходов.

ИМХО, не будут люди работать с ОЯТ или компонентами ОЯТ такими способами.
Эти извращения, всё-таки, больше подходят для стабильных изотопов. Ну или более-менее стабильных.

[или]

Тут наличия ЭПР мало надо чтобы ЭПР влиял на химические реакции.

[Татарин]

Интересная статья по "низкоэнергетическому" (ИК-кванты малой энергии) лазерному разделению:
http://ufn.ru/ru/articles/2015/7/b/

[Татарин]

Тут наличия ЭПР мало надо чтобы ЭПР влиял на химические реакции.

Да, есть такие реакции, где для разных спиновых конфигураций скорость отличается в десятки раз. Конкретные соединения и реакции писать не буду.

Некоторые из из этих реакций обратимы и постоянно идут в обе стороны, ЭПР-накачка соединений с правильным изотопов будет смещать равновесие для избранного изотопа какую-то конкретную сторону.
Это "простой" способ добиться высокой селективности и получить за один проход высокое разделение.

Наверняка существуют и системы соединений, в которых равновесие можно смещать ЭПР-накачкой в обе стороны, и частоты накачки будут, ессно, отличаться. Если выбрать такие реагенты/реакции и смещать равновесие реакций в одну сторону для одного изотопа, а в другую - для другого/других, то можно ещё повысить энергоэффективность. Это "сложный" способ.

Есть и "хитрый" (красивый и очень эффективный) способ добиться сверхвысокой селективности, несмотря на kT и очень низкую энергию радиоквантов.
Но тут уже в ход идёт тяжёлая вычислительная химия и квантовые расчёты ab initio. Есть очень красивые работы в оптическом диапазоне. Правда, их, продукт чистых теоретиков, не оценили, мощная фотохимия как-то не очень прижилась в большой химиндустрии... Скорее всего, тупо из-за цены оборудования.
Но вот если спуститься вниз по энергиям и заняться выделением/разделением изотопов, всё может получиться красиво.

[Dobryak]

Да, есть такие реакции, где для разных спиновых конфигураций скорость отличается в десятки раз. Конкретные соединения и реакции писать не буду.

Некоторые из из этих реакций обратимы и постоянно идут в обе стороны, ЭПР-накачка соединений с правильным изотопов будет смещать равновесие для избранного изотопа какую-то конкретную сторону.
Это "простой" способ добиться высокой селективности и получить за один проход высокое разделение.

Наверняка существуют и системы соединений, в которых равновесие можно смещать ЭПР-накачкой в обе стороны, и частоты накачки будут, ессно, отличаться. Если выбрать такие реагенты/реакции и смещать равновесие реакций в одну сторону для одного изотопа, а в другую - для другого/других, то можно ещё повысить энергоэффективность. Это "сложный" способ.

Есть и "хитрый" (красивый и очень эффективный) способ добиться сверхвысокой селективности, несмотря на kT и очень низкую энергию радиоквантов.
Но тут уже в ход идёт тяжёлая вычислительная химия и квантовые расчёты ab initio. Есть очень красивые работы в оптическом диапазоне. Правда, их, продукт чистых теоретиков, не оценили, мощная фотохимия как-то не очень прижилась в большой химиндустрии... Скорее всего, тупо из-за цены оборудования.
Но вот если спуститься вниз по энергиям и заняться выделением/разделением изотопов, всё может получиться красиво.

Вы бы уточнили... Изотопы разделять по химии непросто именно потому, что у них химия определяется электронными оболочками, а они у изотопов одинаковы. Ядра изотопов отличаются (а) массой, (б) спинами. Однако энергия сверхтонкого расщепления, т.е., взаимодействия ядерного спина со спином электронов оболочки, мизерна и никакой лазер столь тонко не настроить. Влияние массы намного известнее, особенно в этой аудитории, где многие могли когда-то тяжелую воду из интереса лизнуть. В дейтерии и протии постоянные Ридберга отличаются на 2.5 промилле, так как приведенные массы электрона и ядра разные. И этого достаточно для известной головной боли после литры выпитой тяжелой воды. Спин дейтрона тут совсем не при делах.

Тем не менее энергиях сверхтонкого взаимодействия в атомарных протии и дейтерии запряжена в народном хозяйстве в производстве поляризованных атомарных мишеней --- там поляризуют-то атомарный электрон, и хитро убивают радиочастотой ненужные сверхтонкие линии, так что спин ядра получается привязанным к поляризации электрона --- можно вдоль, можно против.

В-общем, Пастернака не читал, но в утилизации ЭПР как способе разделения изотопов сильно сомневаюсь.

[Dobryak]

Да, есть такие реакции, где для разных спиновых конфигураций скорость отличается в десятки раз. Конкретные соединения и реакции писать не буду.

Некоторые из из этих реакций обратимы и постоянно идут в обе стороны, ЭПР-накачка соединений с правильным изотопов будет смещать равновесие для избранного изотопа какую-то конкретную сторону.
Это "простой" способ добиться высокой селективности и получить за один проход высокое разделение.

Наверняка существуют и системы соединений, в которых равновесие можно смещать ЭПР-накачкой в обе стороны, и частоты накачки будут, ессно, отличаться. Если выбрать такие реагенты/реакции и смещать равновесие реакций в одну сторону для одного изотопа, а в другую - для другого/других, то можно ещё повысить энергоэффективность. Это "сложный" способ.

Есть и "хитрый" (красивый и очень эффективный) способ добиться сверхвысокой селективности, несмотря на kT и очень низкую энергию радиоквантов.
Но тут уже в ход идёт тяжёлая вычислительная химия и квантовые расчёты ab initio. Есть очень красивые работы в оптическом диапазоне. Правда, их, продукт чистых теоретиков, не оценили, мощная фотохимия как-то не очень прижилась в большой химиндустрии... Скорее всего, тупо из-за цены оборудования.
Но вот если спуститься вниз по энергиям и заняться выделением/разделением изотопов, всё может получиться красиво.

Вы бы уточнили... Изотопы разделять по химии непросто именно потому, что у них химия определяется электронными оболочками, а они у изотопов одинаковы. Ядра изотопов отличаются (а) массой, (б) спинами. Однако энергия сверхтонкого расщепления, т.е., взаимодействия ядерного спина со спином электронов оболочки, мизерна и никакой лазер столь тонко не настроить. Влияние массы намного известнее, особенно в этой аудитории, где многие могли когда-то тяжелую воду из интереса лизнуть. В дейтерии и протии постоянные Ридберга отличаются на 2.5 промилле, так как приведенные массы электрона и ядра разные. И этого достаточно для известной головной боли после литры выпитой тяжелой воды. Спин дейтрона тут совсем не при делах.

Тем не менее энергиях сверхтонкого взаимодействия в атомарных протии и дейтерии запряжена в народном хозяйстве в производстве поляризованных атомарных мишеней --- там поляризуют-то атомарный электрон, и хитро убивают радиочастотой ненужные сверхтонкие линии, так что спин ядра получается привязанным к поляризации электрона --- можно вдоль, можно против.

В-общем, Пастернака не читал, но в утилизации ЭПР как способе разделения изотопов сильно сомневаюсь.

[или]

Я писал Пу и Медведеву про свою перекристаллизацию.Меня тормозят из_за чегото лучшего.Теперь понятно изза чего.Поддерживаю Добряка.

[Татарин]

Вы бы уточнили... Изотопы разделять по химии непросто именно потому, что у них химия определяется электронными оболочками, а они у изотопов одинаковы.

Вы начальный пост пропустили. Ещё раз, идея такая:
Есть реакции, сильно зависимые от спиновой структуры (валентных) электронов соединения.
Изменение равновесной населённости уровней даёт возможность провоцировать реакции с соединениями правильного изотопа. Изменение предлагается делать просто и соразмерно энергии переходов - ЭПР.

Однако энергия сверхтонкого расщепления, т.е., взаимодействия ядерного спина со спином электронов оболочки, мизерна и никакой лазер столь тонко не настроить.

При чём тут вообще лазер?
Лазер тут не при чём.

[Dobryak]

Вы начальный пост пропустили. Ещё раз, идея такая:
Есть реакции, сильно зависимые от спиновой структуры (валентных) электронов соединения.
Изменение равновесной населённости уровней даёт возможность провоцировать реакции с соединениями правильного изотопа. Изменение предлагается делать просто и соразмерно энергии переходов - ЭПР.
При чём тут вообще лазер?
Лазер тут не при чём.

Спиновая зависимость сечений реакций не новость, но спины электронов должны знать о массовом числе ядра. А это только через сверхтонкое взаимодействие. Вы можете привести ссылку на публикации?

[Татарин]

Спиновая зависимость сечений реакций не новость, но спины электронов должны знать о массовом числе ядра. А это только через сверхтонкое взаимодействие. Вы можете привести ссылку на публикации?

На какие, на публикации о чём?
О зависимости ЭПР-спектра от сверхтонкой структуры? Вы, наверное, шутите? Это ж как бы не основной инструмент, которым её смотрят.
Об изменения населённости уровней при ЭПР-накачке? Вполне очевидно.

Не понимаю, честно.

Ещё раз мысль: есть соединение. В нём интересный нам электрон, от спина которого зависит скорость реакции. С помощью ЭПР увеличиваем вероятность "правильного" спинового состояния и - как следствие - скорости реакции.

[Dobryak]

На какие, на публикации о чём?
О зависимости ЭПР-спектра от сверхтонкой структуры? Вы, наверное, шутите? Это ж как бы не основной инструмент, которым её смотрят.
Об изменения населённости уровней при ЭПР-накачке? Вполне очевидно.

Не понимаю, честно.

Ещё раз мысль: есть соединение. В нём интересный нам электрон, от спина которого зависит скорость реакции. С помощью ЭПР увеличиваем вероятность "правильного" спинового состояния и - как следствие - скорости реакции.

Сто раз услышал халва, но во рту слаще не стало. Но где тут обогащение нужным изотопом? Сто первый раз халву не предлагать.

ЭПР обогащению не помощник. Dixi.

[VBVB]

Интересная статья по "низкоэнергетическому" (ИК-кванты малой энергии) лазерному разделению:
http://ufn.ru/ru/articles/2015/7/b/

Спасибо за интересную ссылку.

[Татарин]

Сто раз услышал халва, но во рту слаще не стало. Но где тут обогащение нужным изотопом? Сто первый раз халву не предлагать.

Объяснил, вроде? Перевод нужного спина при помощи ЭПР в нужное состояние ускоряет требуемую реакцию. ЭПР в заданном поле позволяет переводить в возбужденное состояние только электроны с правильной сверхтонкой структурой переходов, сиречь, только валентные электроны правильных изотопов.
Я не понимаю, что тут может быть непонятно?

[Dobryak]

Объяснил, вроде? Перевод нужного спина при помощи ЭПР в нужное состояние ускоряет требуемую реакцию. ЭПР в заданном поле позволяет переводить в возбужденное состояние только электроны с правильной сверхтонкой структурой переходов, сиречь, только валентные электроны правильных изотопов.
Я не понимаю, что тут может быть непонятно?

Мне понятно пока одно: я не вижу никакого понимания даже того, как работают хотя бы Atomic Beam Sources of Polarized Protons anf Deuterons. Если бы понимали, то так флагом ЭПР не размахивали бы. Напомню, что в Вашей первоначальной версии о сверхтонком расщеплении духа не было.

Правильное изложение формализма Лэмба надо читать в книге Собельмана "Теория атомных спектров", в самой классической публикации Лэмба (Lamb, Physical Review) есть ляпы.

[Татарин]

Мне понятно пока одно: я не вижу никакого понимания даже того, как работают хотя бы Atomic Beam Sources of Polarized Protons anf Deuterons.

?
А, собссно, почему и зачем я должен(?) это понимание тут кому-то демонстрировать?
Если Вы покажете какую-то связь конкретным предложением или темой топика, что ж - поговорим о поляризованых пучках и моём понимании, что как работает.

Напомню, что в Вашей первоначальной версии о сверхтонком расщеплении духа не было.

? Это вполне очевидно любому, кто видел и пользовал спектры ЭПР.
Впрочем, это не так важно,
Собссно, да, использование спина ядра - суть изотопно-селективной накачки спин-спин переходов. Это было сказано, вроде, должно быть понятно.
Зачем это объяснять?

[Dobryak]

Это было сказано, вроде, должно быть понятно.
Зачем это объяснять?

Не надо мне сто вторую халву разжевывать. Достаточно.

[AtomInfo.Ru]

Какие ещё изотопно-чистые материалы нужны промышленности (видимо, атомной) в значимом количестве?

Иранцы в Фордо хотят получать иридий.

[Татарин]

Иранцы в Фордо хотят получать иридий.

Из ОЯТ?


Вот тут, вроде, говорят, что собираются нарабатывать никель-62, а после облучения мишени обогащать по никелю-63...
http://www.strf.ru/material.aspx?CatalogId...37#.VgFu3N-eDRY

[AtomInfo.Ru]

Из ОЯТ?

Нет, ни в коем случае. Центрифуги в Форду не будут иметь никакого отношения к ядерным делам.
А ОЯТ Иран по соглашению с шестёркой вообще не будет перерабатывать долгое время.

[Татарин]

Нет, ни в коем случае. Центрифуги в Форду не будут иметь никакого отношения к ядерным делам.
А ОЯТ Иран по соглашению с шестёркой вообще не будет перерабатывать долгое время.

Тогда... нафига?

В смысле, кому и зачем нужен изотопно-чистый иридий (который и без того-то недёшев)?

[AtomInfo.Ru]

Тогда... нафига?

В смысле, кому и зачем нужен изотопно-чистый иридий (который и без того-то недёшев)?

В политическом соглашении с Ираном записано, что Форду не будет работать с ураном и другими делящимися (точные формулировки в самом соглашении, но смысл именно такой).
При этом центрифуги сохраняются.
Соответственно, чтобы не попасть в дурацкую ситуацию, персы будут получать на Форду какие-то другие изотопы. Какие - по большому счёту, неважно, им главное сохранить научный потенциал на этом объекте.

Так что, не было бы счастья, да несчастье помогло.

[VBVB]

Соответственно, чтобы не попасть в дурацкую ситуацию, персы будут получать на Форду какие-то другие изотопы. Какие - по большому счёту, неважно, им главное сохранить научный потенциал на этом объекте.

Могут разделять бор на изотопы. Полезная вещь отдельные изотопы бора, если собираются собственный легководник строить.

А центрифуги могут же дейтерий и тритий от легкой воды эффективно отделять?

[AtomInfo.Ru]

VBVB,

варианты обсуждаются разные. На чём остановятся в итоге - не знаю. Иридий называли, но не обязательно будут с ним работать.

Вообще Форду - просто пример в эту тему. Не по своей воле, но персы займутся топиком. Можно посмотреть, что у них в итоге выйдет. Тем более. что заниматься будут с нашими.

[Татарин]

Соответственно, чтобы не попасть в дурацкую ситуацию, персы будут получать на Форду какие-то другие изотопы. Какие - по большому счёту, неважно, им главное сохранить научный потенциал на этом объекте.

У вопроса был друг смысл: интересно, кому нужен изотопически чистый иридий, где он применяется?

[Татарин]

Могут разделять бор на изотопы. Полезная вещь отдельные изотопы бора, если собираются собственный легководник строить.

А центрифуги могут же дейтерий и тритий от легкой воды эффективно отделять?

Очевидно, могут, но это же оверкилл, разве нет?
Есть же масса более дешёвых способов.

[VBVB]

Есть же масса более дешёвых способов.

Конечно есть.
Но если есть избыточное число центрифуг, почему бы часть из них не переориентировать на перспективную очистку от трития тяжелой воды от IR-40, когда тот работать начнет.
Технологиии имеющиеся выделения трития из облученной тяжелой воды насколько понимаю технически геморные и иранцам аппараты эти никто не продаст.

[AtomInfo.Ru]

У вопроса был друг смысл: интересно, кому нужен изотопически чистый иридий, где он применяется?

А чёрт его знает. Но вроде кому-то нужен.

[AtomInfo.Ru]

Но если есть избыточное число центрифуг, почему бы часть из них не переориентировать на перспективную очистку от трития тяжелой воды от IR-40, когда тот работать начнет.

Не пройдёт. Слишком нагло было бы для персов. Они и так еле отстояли тяжёловодную программу - исходная позиция у западников была переделать реактор в легководный.
Иногда лучше не спешить дразнить гусиков.

[VBVB]

Они и так еле отстояли тяжёловодную программу - исходная позиция у западников была переделать реактор в легководный.

А что так просто практически достроенный тяжеловодный реактор можно переделать в легководный?
Это сколько же иранцам возиться надо с пересчетом активной зоны.

Опять таки, как будто легководный реактор на НОУ не может производить плутония, пригодного для ЯО. Производит и еще как.
Но вообще, ситуация когда мировой жандарм запрещает независимой стране, которая не как не запятнала себя скрытным выделением плутония из ОЯТ, покупкой делящихся материалов из вне или проведением ядерных испытаний - очень нездоровая.

Так можно и Турции той же, Египту или Алжиру запретить заниматься исследованием центрифужных технологий. Но это же явный бред...

[AtomInfo.Ru]

А что так просто практически достроенный тяжеловодный реактор можно переделать в легководный?
Это сколько же иранцам возиться надо с пересчетом активной зоны.

Там не в ней даже дело. Проще было бы всё снести и построить заново.

[Татарин]

Кстати, а проданная японцам технология извлечения трития из фукусимских родников, она на чём основана?

[VBVB]

В политическом соглашении с Ираном записано, что Форду не будет работать с ураном и другими делящимися (точные формулировки в самом соглашении, но смысл именно такой).
При этом центрифуги сохраняются.
Соответственно, чтобы не попасть в дурацкую ситуацию, персы будут получать на Форду какие-то другие изотопы. Какие - по большому счёту, неважно, им главное сохранить научный потенциал на этом объекте.

Есть ощущение, что эта "победа" американцев над иранскими центрифужными производствами ни к чему особо хорошему не приведет.

Иранцы вполне могут переориентироваться на исследование лазерного обогащения, скооперировавшись с пакистанцами. Те уже давно к этой теме особый интерес имеют.
А уж лазерные обогатительные системы гораздо проще спрятать, чем завод центрифужный.

Также возможно, что в альянсе Иран-КНДР иранцы переориентируются на развитие ракетных технологий и оптимизацию центрифужных систем, тогда как КНДР им будет ВОУ крутить на более продвинутых центрифугах иранских проектов и периодически устройства экспериментальные испытывать. В результате через 5-7 лет такого сотрудничества окажется, что и у северян и у иранцев будет какая-никакая летающая МБР, БРСД приличные твердотопливные с ПГРК и лодочные ракеты. Впридачу к результатам такого сотрудничеству у Ирана будет где-нибудь спрятано десятка два боезарядов из ВОУ извне, пригодных для доставки на приличные расстояния.

Ну и кому от такого сценария лучше станет?

Сообщение отредактировал VBVB - 25.9.2015, 0:13

[AtomInfo.Ru]

У вопроса был друг смысл: интересно, кому нужен изотопически чистый иридий, где он применяется?

В тему. Наткнулся случайно. 192 в медицине используется.
http://atominfo.ru/newsl/s0740.htm

Правда, не знаю, какой именно иридий собираются получать персы.