Разделение различных изотопов одного и того же химического элемента: ..использующей электростатическое и магнитное поля – B01D 59/48

Изобретение относится к способам и устройствам для электромагнитного плазменного разделения химических элементов и изотопов. Способ панорамной плазменной масс-сепарации включает получение многокомпонентного потока плазмы с помощью плазменного ускорителя, транспортировку потока плазмы через азимутатор, транспортировку потока разделенных по массе ионов через вакуумный сепарирующий объем в однородном по длине объема постоянном радиальном электрическом и продольном магнитном полях, причем электрическое поле создают системой из двух цилиндрических коаксиальных электродов и ряда концентрических кольцевых электродов, расположенных на обоих торцах цилиндрического вакуумного сепарирующего объема, компенсацию объемного заряда плазменного потока и собирание разделенных по массе ионов на коаксиальные цилиндрические приемники, имеющие, каждый, свой плавающий потенциал и установленные в вакуумном сепарирующем объеме в расчетных по длине и радиусу объема положениях в количестве, определяемом количеством сепарирующих элементов. Изобретение обеспечивает расширение диапазона масс разделяемых компонентов и повышение производительности плазменных масс-сепараторов. 3 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к способам и устройствам электромагнитного плазменного разделения изотопов. Способ разделения изотопов включает получение квазинейтрального аксиально-симметричного потока плазмы со средним радиусом R с помощью плазменного ускорителя, транспортировку потока через азимутатор с поперечным радиальным магнитным полем, проводку разделенного по массам потока плазмы через сепарирующий объем со стационарным радиальным электрическим полем и однородным постоянным продольным магнитным полем, замагничивающим электроны, но не влияющим на динамику ионов изотопов, собирание ионов изотопов на приемники. Собирание ионов массами М₁ и М₂ производят на приемники ионов, расположенные на цилиндрических поверхностях длиной L_Zmax (4-6)R и радиусами r₁ и r₂, а ионы изотопов центральной массы M₀=(M₁+M ₂)/2 собирают на торцевой приемник. Устройство для разделения изотопов содержит азимутатор, магнитные катушки, магнитный сердечник, газораспределитель с буферным объемом, анод, катод плазменного ускорителя, сепарирующий объем, систему создания продольного магнитного поля, систему создания радиального электрического поля, причем катод плазменного ускорителя совмещен с полюсом азимутатора. Изобретение обеспечивает условия для масс-сепарации ионов трех и более масс и расширение функциональных возможностей плазмооптического масс-сепаратора. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способам и устройствам для электромагнитного плазменного разделения изотопов. Способ разделения изотопов включает подачу рабочего вещества, содержащего смесь n изотопов в газообразном состоянии, в плазменный ускоритель, ионизацию смеси и ускорение ионов изотопов, выпуск ионов изотопов в составе потока квазинейтральной плазмы через зазор в магнитопроводе ускорителя, причем плазменный ускоритель выполняют с кольцевым выпуском потока ионов изотопов по направлению к продольной оси ускорителя. Далее создают в области сепарации азимутальное неоднородное магнитное поле, разделяют ионы изотопов по массам в магнитном поле, компенсируют объемный заряд ионного потока с помощью источника электронов сопровождения и собирают разделенные ионы изотопов на индивидуальные приемники. Устройство для разделения изотопов содержит плазменный ускоритель, магнит, зазор магнитопровода с поперечным магнитным полем, приемники разделенных ионов изотопов, которые расположены на линии сбора ионов изотопов и разнесены друг от друга на расстояние d_ln. Изобретение позволяет улучшить качество разделения, обеспечивает высокую производительность, высокое разрешение по массам и минимально возможные размеры устройства. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к системе фильтрования текучей среды и может быть использовано для разделения различных веществ, образующих указанную текучую среду. Способ для улавливания загрязняющих выбросов заключается в приложении однородного магнитного или электрического поля для получения эффекта Штарка и последующее приложение электрического поля, осциллирующего в резонансе с разделением энергетических уровней, вызванным эффектом Штарка, или последующее приложение магнитного поля, осциллирующего в резонансе с разделением энергетических уровней, вызванным эффектом Зеемана. Молекулы, вовлеченные в резонанс, улавливают на фильтре и впоследствии их удаляют, используя отсасывающую систему. Технический результат: возможность фильтрования различных веществ в одной и той же текучей среде. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способам и устройствам электромагнитного плазменного разделения изотопов. Способ разделения изотопов включает испарение рабочего вещества, подачу смеси из n изотопов в газообразном состоянии в зону ионизации, ионизацию смеси изотопов, ускорение ионов изотопов в области ускорения плазменного ускорителя, создание азимутального перпендикулярного направлению движения ионов изотопов на выходе из ускорителя магнитного поля, разделение ионов изотопов по массам в магнитном поле прямого тока и компенсирование объемного заряда ионного потока изотопов с помощью источника электронов сопровождения. Устройство для разделения изотопов содержит источник плазмы рабочего вещества, электромагнит, приемники разделенных ионов изотопов, источник электронов компенсации объемного заряда пучка ионов изотопов, причем в качестве источника ионов изотопов применен двухкаскадный ускоритель плазмы с замкнутым дрейфом электронов, приемники разделенных ионов изотопов расположены от точки старта на определенных расстояниях. Изобретение позволяет улучшить качество разделения изотопов, обеспечивает высокое разрешение по массам, высокую производительность и низкую себестоимость. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение может быть использовано при разделении в промышленных масштабах изотопов элементов, не имеющих газообразных соединений при нормальных условиях. Устройство содержит вакуумную камеру 1, помещенную в магнитное поле, создаваемое соленоидом 2. В вакуумной камере 1 расположены узел для транспортировки СВЧ-излучения в зону СВЧ-разряда, ВЧ-антенна 8 и коллекторная система. Узел для транспортировки СВЧ-излучения состоит из волновода 5, соединенного с СВЧ-генератором 4, и зеркала 6. Разделяемое вещество помещено в контейнеры 13 из тугоплавкого материала с малым выходным отверстием, расположенным в их горловине. Контейнеры 13 установлены в отверстиях металлической пластины 3 и окружены нагревателями и тепловыми экранами. Коллекторная система содержит коллектор обогащенного вещества, экраны 11 и отвальную пластину 12. Коллектор обогащенного вещества может быть выполнен из несплошных или сплошных пластин 10 или в виде полого ступенчатого цилиндра. Пластины имеют ширину L₁, расположены на расстоянии L₂ друг от друга рядами, расстояние между которыми L₃. L ₁, L₂ и L₃ равны среднему ларморовскому диаметру резонансных ионов. Высота ступеней полого ступенчатого цилиндра S выбрана равной или меньшей ларморовского радиуса нагретого иона. Пластины 10 или ступени могут быть смещены относительно друг друга вдоль оси вакуумной камеры 1 на расстояние L₄ , примерно равное шагу спирали траектории иона. Устройство позволяет уменьшить потери целевого изотопа, повысить коэффициент разделения, понизить энергозатраты, обеспечить непрерывность процесса. 3 н. и 32 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к области радиохимии. Сущность изобретения: способ получения радиоизотопов заключается в том, что смешивают высокодисперсные порошки вещества-донора и вещества-акцептора. Смесь облучают и выделяют полученные в результате облучения радиоизотопы из порошка-акцептора химическим путем. Перед химическим выделением вещество-акцептор от вещества-донора отделяют наложением магнитного поля на смесь. При этом в качестве вещества-акцептора выбирают магнитное вещество. Преимущества изобретения заключаются в увеличении выхода и удельной активности радиоизотопов, а также получении высокой изотопной чистоты. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение может быть использовано в измерительной технике. Устройство содержит вакуумную камеру 1, в которой размещены источник ионов 2, изоляторы 13, основной сепаратор 14 положительных ионов, дополнительный сепаратор 21 отрицательных ионов, основные приемники 19, 20 положительных ионов и дополнительные приемники 26, 27 отрицательных ионов. Основной сепаратор 14 выполнен в виде раструбов, установленных один в другом с совмещением в широких частях и образованием зазора между их боковыми поверхностями. Приемники 19, 20 легких и тяжелых положительных ионов расположены в области наибольшего зазора между боковыми поверхностями раструбов 15 и 16 и изготовлены в виде карманов. Дополнительный сепаратор 21 аналогично основному сепаратору 14 включает раструбы 22, 23 и приемники 26, 27. Раструбы 15, 16, 22 и 23 выполнены с возможностью протекания постоянных по направлению электрических токов, снабжены щелевыми прорезями. Сепараторы 14 и 21 расположены симметрично. Источник ионов 2 снабжен сквозным отверстием с выходами 11, 12, включает ионизационную камеру 3 и электроды 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10. Электрод 4 имеет нулевой потенциал. Электроды 5 и 6 формируют соответственно облака положительных и отрицательных ионов. Электроды 7, 8 и 9, 10 формируют вытягивающее электрическое поле соответственно для положительных и отрицательных ионов. Выходы 11 и 12 направлены соответственно к сепараторам 14 и 21. Источник ионов 2 размещен между сепараторами 14 и 21 в области совмещения раструбов 15, 16 и 22, 23. Изобретение позволяет разделить изотопы не только по массе, но и по знаку заряда ионов: легкие положительные ионы накапливаются в приемнике 20, тяжелые положительные ионы - в приемнике 21, легкие отрицательные ионы - в приемнике 26, тяжелые отрицательные ионы - в приемнике 27. Количество накопленных ионов каждого вида регистрируется по величине соответствующего ионного тока. 5 ил.

Изобретение может быть использовано для выделения изотопов из их естественной смеси. Устройство содержит вакуумную камеру 1, в которой размещены источник 2 изотопных ионов, сепаратор 5, приемник тяжелых изотопных ионов 16 и приемник легких изотопных ионов 17. Сепаратор 5 имеет широкую и узкую части. В ионизационной камере 3 источника 2 ионизируют молекулы разделяемых изотопов. Изотопные ионы вытягиваются электрическим полем между электродами 4 и направляются в сепаратор 5, образованный пластинчатыми элементами 6, 8 и 7, 9 и электромагнитом 10 с полюсными наконечниками 12 и 13. Пластинчатые элементы 6, 8, 7, 9 выполнены из участков концентричных полых цилиндров, объединены электрически для формирования электрического барьера и расположены между источником 2 и электромагнитом 10. Электрический барьер уменьшается в направлении движения изотопных ионов от электродов 4 до наконечников 12, 13. Менее энергетичные ионы сходят с круговой траектории на прямолинейную и образуют ленточный пучок. Для дальнейшего разделения ленточного пучка создают магнитный барьер между полюсными наконечниками 12, 13 магнитного провода 11 при помощи электрических катушек 14 и 15. Пучок тяжелых изотопных ионов поступает в приемник 16, пучок легких изотопных ионов - в приемник 17. Изобретение позволяет извлечь избирательно заданные изотопы из их естественной смеси, повысить селективность разделения. 5 ил.