DE855240C - Verfahren zum Trennen von Isotopen durch Diffusion - Google Patents

Description

• Verfahren zum Trennen von Isotopen durch Diffusion Die meisten chemischen Elemente stellen ein Gemisch zweier oder mehrerer stabiler Isotopen dar, die sich bei gleicher Atomnaimmer (Kernladungszahl) durch verschiedenes Atomgewicht auszeichnen. Es gibt heute eine ganze Reihe von Methoden der Isotopentrennung. Bei allen geht man vom gasförmigen Zustand aus.
• Insbesondere hat man auch vorgeschlagen, die Diffusionswirkung zur Trennung von Isotopen im gasförmigen Zustand zu benutzen.
• Das erfindungygemäße Verfahren beruht nun darauf, eine Trennung der Isotopen durch Diffusion auch bei in festem Zustand befindlichen Metallen herbeizuführen. Benutzt wird dabei der Unterschied an Schwingungsenergie der verschiedenen Atomsorten. Bei gleicher Temperatur muß, dem Gleichverteilungssatz der Energie entsprechend, das leichtere Atom in lebhafterer Schwingung begriffen sein als das schwerere. Demzufolge werden bei Diffusionsvorgängen im festen Zustand die leichteren Atome rascher diffundieren als die schwereren.
• Zur. Vornahme der Isotopentrennung kann man folgendermaßen vorgehen: I. Man wählt eine Grundlegierung, die das Element, dessen Isotopen man voneinander trennen will, enthält und plattiert sie beispielsweise mit dem reinen Basismetall der Grundlegierung. Durch geeignete thermische Behandlung (z. B. längeres Halten auf erhöhter Temperatur) tritt eine Wanderung des Legierungszusatzes in die Plattierschicht ein, die besonders entlang der Korngrenzen der Plattierschicht sehr lebhaft sein kann. Bei dieser Diffusion eilt die leichteste Isotope voraus, so daß man bei sukzessiver Abtragung der Oberfläohenschichten zunächst den Legierungsbestandteil mit angereichertem Anteil an leichten Isotopen erhält.
• Naturgemäß kann dieses Verfahren auch in dem Sinne angewendet werden, daß das in seine dsotope zu trennende Element ursprünglich in der Plattierschicht sich befindet und die Diffusion in das Unterlagsmaterial hinein erfolgt. tIn diesem Falle werden in der Plattierschicht das oder die zu zerlegenden Elemente nach erfolgter Diffusion in einer Zusammensetzung vorliegen, in der die schwereren Isotope angereichert sind.
• 2. Ein anderer, ebenfalls die verschiedene Diffusionsfähigkeit ausnutzender Weg zur Isotopentrennung beruht darin, daß man das in seine Isotope zu zerlegende Element in einem anderen löst, in dem es eine temperaturabhängige Löslichkeit besitzt (IMlischkristallbildung). Wählt man als Zusammensetzung die Sättigungskonzentration des Mischkristalls, so wird, sofern die Löslichkeit mit sinkender Temperatur abnimmt, bei geeigneter W,ärmebehandlung eine Aussoheidung des zu zerlegenden Elementes oder einer Verbindung dieses Elementes erfolgen. Voraussetzung zur Bildung dieser neuen Kristallarten sind Diffusionsvorgänge, die die zunächst in der Grundmasse annähernd gleichmäßig verteilten Atome einander nahebringen.
• Entsprechend dem oben über die Diffusionsgeschwindigkeit der verschiedenen Isotope angeführten, werden die ausgeschiedenen Kristallarten reicher an den leichten Isotopen des Elementes sein, als es dem normalen Isotopengemisch entsprioht.
• Durch Abtrennung der Ausscheidungen vom Grundmaterial gelangt man zu einer Isotopentrennung.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Trennen von Isotopen durch Diffusion, dadurch gekennzeichnet, daß Isotopengemische fester Metalle einem Diffusionsvorgang unterworfen werden.
2. 2. Verfahren zum Trennen von Isotopen fester Metalle nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusion in geschichteten Körpern vongenommen wird, bei denen nur eine Schicht das zu zerlegende Element enthält und in denen durch geeignete Temperaturbedingungen eine Diffusion dieses Elementes in die zweite Schicht herbeigeführt wird.
3. 3. Verfahren zum Trennen von Isotopen in festem Zustand nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das in seine IIsotope zu zerlegende Element zunächst in fester Lösung in übersättigten Zustand gebracht und durch geeignete Wärmebehandlung eine Entmischung durch Ausscheidung einer das Element enthaltenden Phase oder des Elementes selbst herhergeführt wird.