Получение дейтерия и тяжелой воды

проходят через специальные тарелки, три из которых в крупном масштабе показаны на рис. 9. Тарелки всегда наполнены так называемой флегмой — смесью, состоящей из поступающей сверху колонны свежей, подлежащей разделению жидкости, и жидкости, образующейся за счет частичной конденсации паров, идущих из куба.

Трубки а (рис. 8) покрыты колпачками, края которых погружены в флегму. Поступающие снизу пары должны проходить через флегму. При этом они частично охлаждаются и конденсируются, а флегма нагревается и испаряется. Конденсируется в первую очередь та составная часть паровой смеси, которая имеет более высокую температуру кипения. Испаряется же из флегмы низкокипящая жидкость. Флегма по трубкам b стекает вниз.

При достаточной производительности кипятильника и хорошей теплоизоляции колонны специального дополнительного обогрева тарелок не требуется, так как пар, поступающий с нижней тарелки, имеет более высокую температуру, чем температура кипения флегмы на соседней верхней тарелке, и, кроме того, флегму подогревает теплота, выделяющаяся при конденсации высококипящей жидкости.

На каждой тарелке идет процесс — пары обедняются молекулами высококипящей жидкости, а флегма обогащается ими. Чем выше в колонне поднимается пар, тем меньше в нем остается молекул высококипящей жидкости. И наоборот, на нижних тарелках флегма почти не содержит молекул жидкости с низкой, температурой кипения.

image

Рис. 7. Схема периодически действующей фракционной колонны.

Так во фракционных колоннах осуществляется разделение смеси на составляющие ее жидкости.

 

image

Рис. 8. Тарелки фракционной колонны.

На химических заводах часто отдельные колонны собираются в батареи. В подобных батареях удается произвести разделение жидкостей с весьма близкими температурами кипения. Однако выделить из природной воды чистую тяжелую воду путем перегонки затруднительно. У них, как и у других изотопных веществ, очень близки температуры кипения. Во фракционных колоннах удается лишь несколько повысить концентрацию тяжелой воды в стекающей вниз флегме.

Самый ранний и, по-видимому, лучший метод получения дейтерия —разложение природной воды электрическим током. Основой этому методу послужило наблюдение Юрэя и Уошбэрна, которые заметили, что тяжелая вода разлагается электрическим током труднее на дейтерий и кислород, чем обычная вода на протий и кислород. Поэтому к

Страница 3 of 9« First...34...Last »