RU2074017C1 - Method of photochemical separation of mercury isotopes - Google Patents

Method of photochemical separation of mercury isotopes Download PDF

Info

Publication number
RU2074017C1
RU2074017C1 RU93035083A RU93035083A RU2074017C1 RU 2074017 C1 RU2074017 C1 RU 2074017C1 RU 93035083 A RU93035083 A RU 93035083A RU 93035083 A RU93035083 A RU 93035083A RU 2074017 C1 RU2074017 C1 RU 2074017C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
isotopes
isotope
mixture
mercury
wavelength corresponding
Prior art date
Application number
RU93035083A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93035083A (en
Inventor
Ю.В. Вязовецкий
Original Assignee
Российский научный центр "Курчатовский институт"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российский научный центр "Курчатовский институт" filed Critical Российский научный центр "Курчатовский институт"
Priority to RU93035083A priority Critical patent/RU2074017C1/en
Publication of RU93035083A publication Critical patent/RU93035083A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2074017C1 publication Critical patent/RU2074017C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: isotope separation. SUBSTANCE: mixture of mercury isotopes is irradiated in presence of oxygen and butadiene with mercury lamp light having wavelength corresponding to Hg-198 isotope emission to produce dump depleted in Hg-198 and Hg-201 isotopes and a mixture enriched with them. The latter is separated by the same technique with wavelength corresponding to Hg-196 isotope emission. The dump is irradiated with wavelength corresponding to emission of isotope Hg-196 and/or Hg-200 and/or Hg-202 to produce mixture of Hg-199 and 204 isotopes. This mixture is separated with wavelength correspond to Hg-196 isotope emission. Enrichment degree is 96.0-97.2% and output 1.32-1.62 mg/h. EFFECT: improved procedure. 3 cl, 4 dwg, 5 tbl

Description

Изобретение относится к оптическим методам разделения изотопов и может быть использовано в разделительной промышленности. The invention relates to optical methods for the separation of isotopes and can be used in the separation industry.

Известен способ фотохимического разделения изотопов ртути [1] Этот способ заключается в том, что пары ртути с веществом-окислителем облучают светом ртутной лампы и осуществляют фотохимическую реакцию окисления ртути. В качестве окислителя используют фтористый метил. A known method for the photochemical separation of mercury isotopes [1] This method consists in the fact that mercury vapor with an oxidizing substance is irradiated with a mercury lamp and a photochemical mercury oxidation reaction is carried out. Methyl fluoride is used as an oxidizing agent.

Этот способ не позволяет разделить все изотопы ртути, не может обеспечить высокие производительность и степень обогащения изотопов. This method does not allow to separate all isotopes of mercury, cannot provide high productivity and degree of enrichment of isotopes.

Наиболее близким к изобретению является способ фотохимического разделения изотопов ртути, включающий облучение и возбуждение атомов ртути светом с длиной волны 253,7 нм и осуществление фотохимической реакции с возбужденными атомами ртути [2]
Данный способ не может обеспечить разделения всех изотопов ртути, высокую производительность и степень обогащения изотопов.
Closest to the invention is a method for the photochemical separation of mercury isotopes, including irradiation and excitation of mercury atoms with light with a wavelength of 253.7 nm and the implementation of a photochemical reaction with excited mercury atoms [2]
This method cannot ensure the separation of all isotopes of mercury, high productivity and the degree of enrichment of isotopes.

Цель изобретения обеспечение возможности разделения всех изотопов ртути при сохранении высокой производительности и степени обогащения изотопов; выделение изотопов Hg-198, Hg-201, Hg-199 и Hg-204, компоненты которых в сверхтонкой структуре линии 253,7 нм перекрываются. Выделение указанных изотопов с сохранением их степени обогащения стало возможным благодаря увеличению расстояния между компонентами целевого изотопа и примесных изотопов. The purpose of the invention is the possibility of separation of all isotopes of mercury while maintaining high productivity and the degree of enrichment of isotopes; Isotope Hg-198, Hg-201, Hg-199, and Hg-204 isotopes whose components overlap in the hyperfine structure of the 253.7 nm line. The separation of these isotopes with the preservation of their degree of enrichment became possible due to an increase in the distance between the components of the target isotope and impurity isotopes.

Цель достигается тем, что атомы ртути облучают светом ртутной лампы в присутствии кислорода и бутадиена и извлекают целевые изотопы, причем атомы ртути облучают светом ртутной лампы с длиной волны, соответствующей излучению изотопа Hg-109 с получением смеси изотопов, обедненной по изотопам Hg-198 и Hg-201 и обогащенной по этим изотопам, из которой извлекают смесь изотопов Hg-198 и Hg-201, которые разделяют, облучая светом с длиной волны, соответствующей излучению изотопов Hg-199 и/или Hg-204. The goal is achieved by the fact that mercury atoms are irradiated with a mercury lamp in the presence of oxygen and butadiene and the target isotopes are extracted, and mercury atoms are irradiated with mercury lamp with a wavelength corresponding to the radiation of the Hg-109 isotope to produce a mixture of isotopes depleted in Hg-198 and Hg-201 and enriched in these isotopes, from which a mixture of Hg-198 and Hg-201 isotopes is extracted, which are separated by irradiating light with a wavelength corresponding to the emission of Hg-199 and / or Hg-204 isotopes.

Смесь, обедненную по изотопам Hg-198 и Hg-201, облучают светом с длиной волны, соответствующей излучению изотопа Hg-199 и/или Hg-204 с получением смеси изотопов, обедненной по изотопам Hg-199 и Hg-204 и обогащенной по этим изотопам, из которой извлекают изотопы Hg-199 и Hg-204, облучая ее светом с длиной волны, соответствующей излучению изотопа Hg-196. A mixture depleted in the Hg-198 and Hg-201 isotopes is irradiated with light with a wavelength corresponding to the emission of the Hg-199 and / or Hg-204 isotope to obtain a mixture of isotopes depleted in and enriched in the Hg-199 and Hg-204 isotopes isotopes from which the Hg-199 and Hg-204 isotopes are extracted, irradiating it with light with a wavelength corresponding to the radiation of the Hg-196 isotope.

Смесь, обедненную по изотопам Hg-198 и Hg-201, облучают светом с длиной волны, соответствующей излучению изотопов Hg-196 и/или Hg-200 и/или Hg-202 с получением смеси изотопов Hg-199 и Hg-204. The mixture depleted in the Hg-198 and Hg-201 isotopes is irradiated with light with a wavelength corresponding to the emission of the Hg-196 and / or Hg-200 and / or Hg-202 isotopes to produce a mixture of the Hg-199 and Hg-204 isotopes.

В научно-технической литературе описаны реакции возбужденных атомов ртути с HCl, CH3Cl, HJ, HBr и т.п. Однако наибольшее применение на практике получила реакция возбужденных атомов ртути с кислородом в присутствии бутадиена 1,3.The scientific and technical literature describes the reactions of excited mercury atoms with HCl, CH 3 Cl, HJ, HBr, etc. However, the greatest application in practice has been the reaction of excited mercury atoms with oxygen in the presence of butadiene 1,3.

На фиг. 1 представлена сверхтонкая структура резонансной линии ртути 253,7 нм с учетом реальных факторов уширения в условиях разделения. In FIG. Figure 1 shows the hyperfine structure of the resonance mercury line of 253.7 nm taking into account real broadening factors under separation conditions.

На фиг.2 представлены:
а) линия излучения лампы, наполненной изотопом Hg-198,
б) линия поглощения отвала,
в) линия поглощения смеси изотопов Hg-198, Hg-201.
Figure 2 presents:
a) the emission line of a lamp filled with the Hg-198 isotope,
b) the absorption line of the blade,
c) absorption line of a mixture of isotopes Hg-198, Hg-201.

На фиг.3 представлены:
а) линия излучения лампы, наполненной изотопом Hg-199,
б) линия излучения лампы, наполненной изотопом Hg-204,
в) линия поглощения отвала,
г) линия поглощения смеси изотопов Hg-199 и Hg-204.
Figure 3 presents:
a) the emission line of a lamp filled with the Hg-199 isotope,
b) the emission line of a lamp filled with the Hg-204 isotope,
c) the absorption line of the blade,
d) absorption line of a mixture of isotopes Hg-199 and Hg-204.

На фиг.4 представлены линия поглощения смеси изотопов Hg-199 и Hg-204 и линия излучения лампы, наполненной изотопом Hg-196 с различной шириной контура. Figure 4 shows the absorption line of a mixture of Hg-199 and Hg-204 isotopes and the emission line of a lamp filled with the Hg-196 isotope with different contour widths.

На фиг. 1 видно, что, облучая атомы ртути даже достаточно узкой линией излучения, можно селективно возбудить лишь изотопы Hg-196, Hg-200 и Hg-202. Изотопы Hg-198, Hg-199, Hg-201 и Hg-204 могут быть возбуждены лишь группами: (Hg-199, Hg-204 и Hg-201), (Hg-198 и Hg-201), (Hg-199 и Hg-201). In FIG. Figure 1 shows that by irradiating mercury atoms even with a sufficiently narrow emission line, only Hg-196, Hg-200, and Hg-202 isotopes can be selectively excited. The isotopes Hg-198, Hg-199, Hg-201 and Hg-204 can only be excited by the groups: (Hg-199, Hg-204 and Hg-201), (Hg-198 and Hg-201), (Hg-199 and Hg-201).

На первом этапе пары ртути обладают лампой, наполненной изотопом Hg-198 (фиг. 2а) и извлекают смесь изотопов Hg-198 и Hg-201 (фиг.2в). На этом этапе важно достичь максимального извлечения из отвала (фиг.2б) указанной смеси изотопов, так как компоненты линии поглощения изотопа Hg-201 практически совпадают с линиями поглощения изотопов Hg-199 и Hg-204. At the first stage, mercury vapor possesses a lamp filled with the Hg-198 isotope (Fig. 2a) and a mixture of the Hg-198 and Hg-201 isotopes is extracted (Fig. 2c). At this stage, it is important to achieve maximum extraction from the dump (fig.2b) of the indicated mixture of isotopes, since the components of the absorption line of the Hg-201 isotope practically coincide with the absorption lines of the Hg-199 and Hg-204 isotopes.

На втором этапе осуществляют либо разделение изотопов Hg-198 и Hg-201, либо извлекают из полученного на первом этапе отвала смесь изотопов Hg-199 и Hg-204. На этом этапе в качестве источника света берут лампу, наполненную изотопом Hg-199 (фиг.3а) или Hg-204 (фиг.3б). At the second stage, either Hg-198 and Hg-201 isotopes are separated, or a mixture of Hg-199 and Hg-204 isotopes is extracted from the dump obtained at the first stage. At this stage, a lamp filled with the isotope Hg-199 (figa) or Hg-204 (fig.3b) is taken as a light source.

Из отвала второго этапа (фиг.3в) можно выделить изотопы Hg-200, Hg-202 и Hg-196, взяв в качестве источника света лампы, наполненные этими изотопами соответственно. From the dump of the second stage (Fig.3c), Hg-200, Hg-202 and Hg-196 isotopes can be distinguished, taking lamps filled with these isotopes, respectively, as a light source.

Следует отметить, что выделение смеси изотопов Hg-199 и Hg-204 (фиг.3г) можно осуществить, обедняя отвальную ртуть первого этапа изотопами Hg-196, Hg-200 и Hg-202, воздействуя на них светом ламп, наполненных изотопами Hg-196, Hg-200 и Hg-202 соответственно или их смесью. It should be noted that the isolation of a mixture of Hg-199 and Hg-204 isotopes (Fig. 3d) can be accomplished by depleting the first stage mercury by isotopes of Hg-196, Hg-200 and Hg-202 by exposing them to light from lamps filled with Hg- isotopes 196, Hg-200 and Hg-202, respectively, or a mixture thereof.

Используя для извлечения изотопа Hg-199 из смеси изотопов лампу, наполненную изотопом Hg-196 (фиг. 4), необходимо выбрать режим ее работы, например температуру, такими, чтобы возбуждение изотопа Hg-199 осуществлялось бы максимально эффективно. Using a lamp filled with the Hg-196 isotope to extract the Hg-199 isotope from a mixture of isotopes (Fig. 4), it is necessary to select its operating mode, for example, temperature, so that the Hg-199 isotope is excited as efficiently as possible.

Легко заметить, что на первом этапе можно использовать ртуть, обедненную по изотопам Hg-196- Hg-200 и Hg-202 или их смеси. It is easy to see that at the first stage, mercury depleted in the Hg-196-Hg-200 and Hg-202 isotopes or their mixtures can be used.

П р и м е р 1. Выделение изотопов Hg-198 и Hg-201 осуществляют в несколько циклов обогащения, применяя в качестве источника света лампу низкого давления, наполненную изотопом Hg-198. В каждом последующем цикле обогащения в качестве сырья берут обогащенную ртуть, полученную в предыдущем цикле обогащения. Полученную смесь изотопов разделяют, применив для ее облучения лампу, наполненную изотопов Hg-199. Полученные результаты сведены в табл. 1. PRI me R 1. The selection of the isotopes Hg-198 and Hg-201 is carried out in several enrichment cycles, using as a light source a low pressure lamp filled with the isotope Hg-198. In each subsequent enrichment cycle, the enriched mercury obtained in the previous enrichment cycle is taken as raw material. The resulting mixture of isotopes is separated using a lamp filled with Hg-199 isotopes to irradiate it. The results are summarized in table. one.

Применяя для разделения смеси изотопов Hg-198 и Hg-201 лампу, наполненную изотопом Hg-204, легко заменить некоторое снижение производительности процесса разделения. Данные сведены в табл. 2. Using a lamp filled with the Hg-204 isotope to separate a mixture of isotopes Hg-198 and Hg-201, it is easy to replace a certain decrease in the productivity of the separation process. The data are summarized in table. 2.

П р и м е р 2. Выделение изотопов Hg-199 и Hg-204 начинают с глубокого, до долей процента, обеднения сырья изотопами Hg-198 и Hg-201. На этом этапе сырье облучают лампой, наполненной изотопом Hg-198, и извлекают изотопы Hg-198 и Hg-201. На втором этапе, применяя для возбуждения изотопов Hg-199 и Hg-204 лампу, наполненную изотопом Hg-199, из отвала первого этапа извлекают смесь изотопов Hg-199, Hg-204. PRI me R 2. The selection of the isotopes Hg-199 and Hg-204 begin with a deep, to a fraction of a percent, depletion of raw materials isotopes Hg-198 and Hg-201. At this stage, the feed is irradiated with a lamp filled with the Hg-198 isotope, and the Hg-198 and Hg-201 isotopes are recovered. At the second stage, using a lamp filled with the Hg-199 isotope to excite the Hg-199 and Hg-204 isotopes, a mixture of the Hg-199, Hg-204 isotopes is extracted from the dump of the first stage.

На третьем этапе смесь изотопов Hg-199 и Hg-204 разделяют, используя в качестве источника света лампу, наполненную изотопом Hg-196, с искусственно уширенным контуром линии излучения. Излучение лампы пропускалось через изотопный фильтр, содержащий смесь изотопов Hg-198, Hg-200 и Hg-202. At the third stage, the mixture of Hg-199 and Hg-204 isotopes is separated using a lamp filled with the Hg-196 isotope with an artificially broadened emission line contour as a light source. The radiation from the lamp was passed through an isotope filter containing a mixture of the isotopes Hg-198, Hg-200 and Hg-202.

Полученные результаты сведены в табл. 3. The results are summarized in table. 3.

При использовании на втором этапе лампы, наполненной изотопом Hg-204, наблюдалось некоторое снижение производительности (табл. 4). When using a lamp filled with the Hg-204 isotope in the second stage, a slight decrease in productivity was observed (Table 4).

Более значительное снижение производительности наблюдалось при применении на втором этапе лампы, наполненной смесью изотопов Hg-196, Hg-200 и Hg-202, с помощью которой проводилось глубокое обеднение отвала первого этапа по изотопу Hg-196, Hg-200 и Hg-202 (табл. 5). A more significant decrease in productivity was observed when using a lamp at the second stage filled with a mixture of Hg-196, Hg-200 and Hg-202 isotopes, with the help of which a deep depletion of the dump of the first stage was carried out using the Hg-196, Hg-200 and Hg-202 isotope ( table 5).

Сравнение во всех случаях проводилось с результатами, полученными при производстве изотопа Hg-202. До сих пор фотохимическая технология применялась для получения изотопов Hg-202 и Hg-196. Comparison in all cases was carried out with the results obtained in the production of the Hg-202 isotope. Until now, photochemical technology has been used to produce the Hg-202 and Hg-196 isotopes.

Как было показано, повысить эффективность процесса разделения можно при использовании на различных этапах фильтрации излучения источника света через пары ртути с подобранным изотопным составом. Так, например, на первом этапе излучения лампы, наполненной изотопом Hg-198, можно пропустить через изотопный фильтр, наполненный парами ртути, из которой извлечены изотопы Hg-198 и Hg-201. As was shown, it is possible to increase the efficiency of the separation process when using at different stages of filtration the radiation of a light source through mercury vapor with a selected isotopic composition. So, for example, at the first stage of radiation, a lamp filled with the Hg-198 isotope can be passed through an isotope filter filled with mercury vapor, from which the Hg-198 and Hg-201 isotopes are extracted.

Реализация изобретения позволит получать все изотопы ртути высокого обогащения. The implementation of the invention will allow to obtain all mercury isotopes of high enrichment.

Claims (3)

1. Способ фотохимического разделения изотопов ртути, включающий облучение исходной смеси изотопов ртути светом ртутной лампы в присутствии кислорода и бутадиена и извлечение целевых изотопов, отличающийся тем, что исходную смесь изотопов облучают светом ртутной лампы с длиной волны, соответствующей излучению изотопа Hg-198, с получением отвала, обедненного изотопами Hg-198 и Hg-201, и смеси, обогащенной указанными изотопами, а полученную смесь изотопов разделяют, облучая ее светом ртутной лампы с длиной волны, соответствующей излучению изотопа Hg-199 и/или Hg-204. 1. The method of photochemical separation of mercury isotopes, comprising irradiating the initial mixture of mercury isotopes with the light of a mercury lamp in the presence of oxygen and butadiene and extracting the target isotopes, characterized in that the initial mixture of isotopes is irradiated with light of a mercury lamp with a wavelength corresponding to the radiation of the Hg-198 isotope, s obtaining a dump depleted in the Hg-198 and Hg-201 isotopes and a mixture enriched with the indicated isotopes, and the resulting mixture of isotopes is separated by irradiating it with the light of a mercury lamp with a wavelength corresponding to the radiation of the isotope H g-199 and / or Hg-204. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отвал, обедненный изотопами Hg-198 и Hg-201, облучают светом ртутной лампы с длиной волны, соответствующей излучению изотопа Hg-199 и/или Hg-204, с получением отвала, обедненного изотопами Hg-199 и Hg-204, и смеси, обогащенной указанными изотопами, а полученную смесь разделяют, облучая светом ртутной лампы с длиной волны, соответствующей излучению изотопа Hg-196. 2. The method according to p. 1, characterized in that the dump depleted in the Hg-198 and Hg-201 isotopes is irradiated with the light of a mercury lamp with a wavelength corresponding to the radiation of the Hg-199 and / or Hg-204 isotope, to obtain a dump depleted Hg-199 and Hg-204 isotopes, and a mixture enriched with the indicated isotopes, and the resulting mixture is separated by irradiating with a mercury lamp with a wavelength corresponding to the radiation of the Hg-196 isotope. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отвал, обедненный изотопами Hg-198 и Hg-201, облучают светом ртутной лампы с длиной волны, соответствующей излучению изотопа Hg-196, и/или Hg-200, и/или Hg-202, с получением смеси изотопов Hg-199 и Hg-204, которую разделяют, облучая светом ртутной лампы с длиной волны, соответствующей излучению изотопа Hg-196. 3. The method according to p. 1, characterized in that the dump depleted in the Hg-198 and Hg-201 isotopes is irradiated with the light of a mercury lamp with a wavelength corresponding to the radiation of the Hg-196 isotope and / or Hg-200 and / or Hg -202, to obtain a mixture of isotopes Hg-199 and Hg-204, which is separated by irradiating the light of a mercury lamp with a wavelength corresponding to the radiation of the isotope Hg-196.
RU93035083A 1993-07-06 1993-07-06 Method of photochemical separation of mercury isotopes RU2074017C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93035083A RU2074017C1 (en) 1993-07-06 1993-07-06 Method of photochemical separation of mercury isotopes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93035083A RU2074017C1 (en) 1993-07-06 1993-07-06 Method of photochemical separation of mercury isotopes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93035083A RU93035083A (en) 1996-01-20
RU2074017C1 true RU2074017C1 (en) 1997-02-27

Family

ID=20144605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93035083A RU2074017C1 (en) 1993-07-06 1993-07-06 Method of photochemical separation of mercury isotopes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2074017C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 1621996, кл. B 01 D 59/34, 1991. 2. Авторское свидетельство СССР N 714697, кл. B 01 D 59/34, 1982. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3443087A (en) Isotopic separation process
Migirdicyan et al. Electron spectra of o-and m-xylylenes and their methylated derivatives. Experimental and theoretical study
Letokhov Laser separation of isotopes
US3983019A (en) Separation of the mercury isotopes by the indirect photochemical method
GB1457952A (en) Isotopic separation
US4000051A (en) Laser isotope separation process
Geiger et al. Photolysis of dimethylnitrosamine in the gas phase
RU2074017C1 (en) Method of photochemical separation of mercury isotopes
RU2074018C1 (en) Method of photochemical separation of mercury isotopes
US3947335A (en) Isotope separation by selective photodissociation of glyoxal
JP2004261776A (en) Method and apparatus for concentrating isotope of oxygen
GB1517071A (en) Method of separating at least one isotopic component of an isotopic mixture
SE7612266L (en) EXCITING AND SELECTIVE DISOCOCIATION PROCEDURE AND ARRANGEMENTS FOR CARRYING OUT THE PROCEDURE
US4088553A (en) Method for separating boron isotopes
Philippoz et al. Laser isotope separation by combining isotopically selective condensation with infrared vibrational predissociation
US3996120A (en) Laser-induced photochemical enrichment of boron isotopes
GB1529391A (en) Separation of species
Ambartsumyan et al. Separation of B10 and B11 isotopes in a strong infrared CO2 laser radiation field
US3923619A (en) O{HU 18 {B Enrichment process in UO{HD 2{B F{HD 2 {B utilizing laser light
ES446576A1 (en) Isotope separation process
US4350577A (en) Electronically induced multiphoton absorption
CA1072047A (en) Isotope separation process
SU1114451A1 (en) Method of separating carbon isotopes
US4302305A (en) Isotope separation process
SU1632475A1 (en) Method of separating hydrogen sulphide from methane

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080707