Сборник тезисов докладов VIII Международной молодежной научной конференции

Полярное сияние 2005

Ядерное будущее: безопасность, экономика и право

Содержание сборника

Секция «Перспективные приложения ядерных технологий»

Все доклады секции


Разделение изотопов бора в условиях фазового перехода

Андриенко О.С., Жерин И.И., Егоров Н.Б., Индык Д.В., Фитерер И.П.

Томский политехнический университет

Ядерные реакторы и их системы являются масштабными потребителями стабильных изотопов. В отличие от других областей, где стабильные изотопы используются в граммовых, в лучшем случае - килограммовых количествах, атомная энергетика нуждается в тоннах стабильных изотопов ежегодно, и потребность эта растет. Наиболее востребованы в атомной энергетике в настоящее время изотопы бора. Ядерно-физические свойства тяжелого и легкого изотопов бора резко отличаются. Наибольшее значение имеет резкое отличие в сечениях захвата этими изотопами тепловых нейтронов (sB10 = 3820,5 барн, sB11 = 0,05 барн). В связи с этим, весьма актуальной является проблема повышения степени моноизотопности борсодержащих материалов.

В настоящее время разделение природной изотопной смеси бора осуществляется на сложном, дорогом и технически небезопасном оборудовании.

Цель данной работы — разработка универсального и простого метода разделения изотопов легких элементов (бора, лития и других) в условиях фазового перехода с применением селективного воздействия электромагнитного излучения на природную смесь изотопических молекул.

Объектом исследований при изучении процессов разделения изотопов в неравновесных фазовых переходах газ – твердое тело с возбуждением колебательно – вращательных переходов был выбран газообразный трихлорид бора BCl3, так как его полосы поглощений в ИК – области совпадают с излучением CO2 – лазера.

В качестве рабочего газа использовался хлорид бора BCl3 с природным изотопным составом В10 - 19,6%, В11 - 80,4%.

В течение суток работы лазерной установки было накоплено около 20 мг продукта, обогащенного по В10. По результатам спектроскопических анализов содержание В10 в продукте составило около 28%. Содержание изотопов определялось по соотношению площадей спектрального поглощения в области 900 – 1100 см-1. Таким образом, было наработано около 50 мг образца, который повторно был направлен на разделение. После второго цикла разделения в аналогичных условиях было получено около 20 мг хлорида бора с содержанием В10 около 42%.

Полученные результаты показывают, что данный вопрос представляет научный и технологический интерес и его решение может привести к новым результатам, которые будут способствовать развитию уже существующих или появлению новых технологий разделения изотопов.

Литература

1.        Изотопы: свойства, получение, применение// Под редакцией В.Ю. Баранова. М., ИздАТ, 2000.–704 с.