Способ фотохимического разделения изотопов ртути

 

О П И С А H И Е и11714697

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Cow3 Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.07.78 (21) 2663733/23-26 (51) М.К .

В OID 59/34

С 01G 13/00 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.10.82. Бюллетень № 38 (45) Дата опубликования описания 15.10.82 (53) УДК 546.56:621. .039.33 (088.8) по делам изобретений

-и открытий (72) Авторы изобретения

А. П. Сенченков и В. И. Болошин й) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ФОТОХИМИЧЕСКОГО РАЗДЕЛЕНИЯ

ИЗОТОПОВ РТУТИ

Изобретение относится к способам фотохимического разделения изотопов ртути, применяющихся в медицине, в атомной физике и оптике.

Известен способ фотохимического разделения изотопов ртути, в котором избирательно возбуждают светом ртутной лампы определенные ее изотопы в смеси ртутного пара и химического реагента. Возбужденные изотопы ртути вступают в химическую реакцию с реагентом и продукт реакции, содержащий эти изотопы, оседает в реакционной ячейке, откуда его извлекают с помощью растворителей, а изотопы ртути затем выделяют из раствора (1). 15

Недостатками этого способа являются трудоемкость и cJlo>Kklo< извлечения изотопов ртути из реакционной ячейки.

Наиболес близким по технической сущности и достигаемым результатам является 20 способ фотохимического разделения изотопов ртути (2), в котором избирательно возбуждают светом мопоизотопной ртутной лампы атомы ртути, находящиеся в смеси с кислородсодержащим окислителем, в ча- 25 стности с кислородом, и с бутадиеном. Возбужденные изотопы реагируют с этим окислителем и продукт реакции — окись ртути, оседает в реакционной ячейке, откуда ее смывают, растворяя в соляной кислоте, по- 30 лученный раствор затем нейтрализуют едким натром, после чего изотопы ртути высаживают из раствора на золотую проволоку. Бутадиен служит для торможения вторичных изотопически неселективных химических процессов, однако образующиеся из бутадиена побочные продукты его полимеризации тонкой пленкой покрывают поверхность реакционной ячейки, что требует дополнительных операций по ее очистке.

Продолжительность процесса извлечения окиси ртути из реакционной ячейки — несколько часов. Коэффициент разделения а=21.

Недостатками этого способа являются длительность, трудоемкость и многостадийиость извлечения изотопов ртути из реакционной я тейки и ее очистки, сложность автоматизации этого процесса.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение способа за счет исключения ряда операций и обеспечения возможности

его автоматизации.

Для достижения указанной цели смеси паров ртути, кислорода и бутадиена облучают светом ртутной лампы, извлекают ртуть из продуктов реакции, причем в продукты реакции подают поток водорода и возбуждают электрический разряд.

На чертеже приведена схема автоматизированного устройства, реализующего предлагаемый способ. Устройство содержит две кварцевые реакционные ячейки 1 с моноизотопными ртутными лампами 2. К каждой ячейке снаружи прилегают металлические электроды 3, соединенные с выходом генератора высокой частоты 4, которые служат для возбуждения в ячейках электрического разряда. Обе ячейки параллельно установлены в контуре для циркуляции реагентов, содержащем также компрессор 5, баллон 6 с запасом смеси кислорода и бутадиена, испаритель ртути 7, ловушку 8 для сбора обогащенной ртути, охлаждаемую жидким азотом, ловушку 9 для улавливания непрореагировавшей ртути, охлаждаемую сухим льдом. К системе подключен манометр 10, баллоны 11 с водородом и баллоны 12 с кислородом, подведена линия 13 откачки. Устройство снабжено блоком 14 программного управления, включающим по заданной программе ртутные лампы, высокочастотный генератор, компрессор и электропневматические вакуумные клапаны 15—

22 цир кул я цио нного контур а.

Пример. Сначала осуществляют циркуляцию кислорода и бутадиена через реакционные ячейки 1, куда подают и пары ртути из испарителя 7. В ячейках реагенты облучают ртутными лампами 2, продукты реакции оседают в ячейках, а непрореагировавшая ртуть поступает в ловушку 9, охлаждаемую сухим льдом, Парциальное давление кислорода 30 мм рт. ст., бутадиена — 3 мм рт. ст., паров ртути

5 10 — з мм рт. ст. Скорость циркуляции газов по контуру устройства 1 л/с. Ртутные лампы наполнены ртутью, обогащенной изотопом ртуть-196, так что в излучении лампы в линии 253,7 нм доля компоненты изотопа ртуть-196 составляет 90О/о. Продолжительность этого процесса 30 мин.

Затем через ячейку 1 и далее через ловушку 8 на линию 13 откачки направляют поТок водорода при давлении 15 мм рт. ст. из баллона 11 и подают напряжение 3 кВ частотой 20 кГц от генератора 4 на элект714697

4 роды 3 ячеек. Восстанавливаемые в разряде изотопы ртути поток водорода переносит в ловушку 8, где происходит их конденсация. Накопленную в ячейке ртуть извлекают за 3 мин.

После этого продувают через реакционные ячейки кислород при давлении

3 мм рт. ст., вновь возбуждают в ней электрический разряд и направляют выходящий

10 из ячейки кислород вместе с продуктами разложения полимеров на откачку. За2мин полимеры бутадиена удаляют полностью и вновь приступают к облучению реагентов ртутными лампами и т. д.

Производительность при обогащении природной ртути 1,5 мг/час изотопа ртуть-196 с концентрацией 8 /о, что соответствует коэффициенту разделения 60.

Предлагаемый способ позволяет исклю20 чить в известном способе трудоемкие процедуры, применяемые для извлечения изотопов ртути из реакционной ячейки, и удалить полимерную пленку путем легко автоматизируемых и быстро осуществляемых

25 процессов смены газовой среды в реакционной ячейке и подачи к ней электрического напряжения.

Формула изобретения

Способ фотохимического разделения изотопов ртути, включающий облучение смеси паров ртути, кислорода и бутадиена светом ртутной лампы и извлечение ртути из проЗб дуктов реакции, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа за счет исключения ряда операций и обеспечения возможности его автоматизации, в продукты реакции подают поток водорода и воз40 буждают электрический разряд.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

45 1. С. С. Мс. Donald, Н. Е. Giinning «Сап

3, Chem», 37, 1432, 1959.

2, Н. Е. Gunning, «Сап J, Chem», 36, 89, 1958.

714697

/7

Составитель М. Розенкевич

Редактор E. Зубиетова Техред А. Камышникова Корректор E. Михеева

Заказ 1670/6 Изд. ЛЪ 245 Тираж 748 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типографии, пр. Сапунова, 2