способ разделения изотопов самария в электромагнитном сепараторе с использованием источника ионов
Классы МПК: | B01D59/48 использующей электростатическое и магнитное поля |
Автор(ы): | Поляков Л.А., Татаринов А.Н., Монастырев Ю.А., Огородников С.Г. |
Патентообладатель(и): | Комбинат "Электрохимприбор" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1999-10-27 публикация патента:
27.10.2000 |
Изобретение может быть использовано для получения высокообогащенных изотопов самария в промышленных масштабах. Рабочее вещество - металлический самарий помещают в тигель источника ионов. Нагревают до парообразного состояния. Пары ионизируют в газоразрядной камере под действием электронной эмиссии с термокатода. Формируют ионные пучки электродами ионно-оптической системы, разделяют и фокусируют в магнитном поле. Ионы улавливают коробками приемника. По окончании процесса коробки снимают. Съем изотопов производят методом анодного травления. Обогащение по изотопам, %: Sm-144 - 3,7; Sm-147 - 96,0; Sm-148 - 93,6; Sm-149 - 96,6; Sm-150 - 95,0; Sm-152 - 98,6; Sm-154 - 98,9. Увеличивается производительность процесса. 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
Способ разделения изотопов самария в электромагнитном сепараторе с использованием источника ионов, включающий размещение рабочего вещества в тигле источника ионов, нагрев рабочего вещества до парообразного состояния, ионизацию паров рабочего вещества в газоразрядной камере источника под действием электронной эмиссии с термокатода, формирование ионного пучка электродами ионно-оптической системы, разделение и фокусирование ионных пучков изотопов в магнитном поле, улавливание ионов коробками приемника, отличающийся тем, что в качестве рабочего вещества используют металлический самарий.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к технологии электромагнитного разделения изотопов химических элементов, а точнее к электромагнитному разделению изотопов самария. Изобретение наиболее эффективно может быть использовано для промышленного электромагнитного разделения стабильных изотопов самария: самария-144, самария-147, самария-148, самария-149, самария-150, самария-152, самария-154. Известен способ разделения изотопов химических элементов, применяемый для промышленного электромагнитного разделения изотопов, предусматривающий нагрев тигля с рабочим веществом и газоразрядной камеры тепловым излучением от нагревателей активного сопротивления до образования пара рабочего вещества, ионизацию молекул пара в газоразрядной камере, из которой ионы извлекаются и формируются в ионный пучок, разделяемый и фокусируемый магнитным полем в соответствии с массой изотопов и улавливаемый коробками приемника (Н.А. Кащеев., В.А. Дергачев, "Электромагнитное разделение изотопов и изотопный анализ", М., "Энергоатомиздат", 1989 г.). Одним из недостатков указанного способа является то, что он недостаточно эффективен для разделения редкоземельных элементов, когда в качестве рабочего вещества используются их соединения с галогенами. Недостаток известного способа разделения изотопов самария в электромагнитном сепараторе с использованием источника ионов заключается также в том, что технический результат неудовлетворителен ввиду низкой производительности способа и получения невысокого обогащения улавливаемых изотопов. Это вызвано длительным обезгаживанием рабочего вещества вследствие его гигроскопичности, а также нестабильностью работы источника, обусловленной следующими факторами:1) наличием режимов с низкочастотными колебаниями тока и напряжения дугового разряда, вызывающими ухудшение фокусировки;
2) частыми пробоями и паразитными переменными токовыми утечками между электродами ионно-оптической системы или между электродами и корпусом оборудования;
3) необходимостью частой настройки на рабочие режимы из-за малого времени работы источников. Другим недостатком известного способа является высокая химическая активность треххлористого самария, реагирующего с конструкционными материалами, требующая использования дополнительных мер их защиты. Технический результат изобретения - улучшение фокусировки, увеличение обогащения разделяемых изотопов самария и повышение производительности электромагнитного метода разделения. Поставленная цель достигается тем, что в качестве рабочего вещества используется металлический самарий. Данное рабочее вещество не гигроскопично, не реагирует с конструкционными материалами источника, образует давление паров, достаточное для поддержания устойчивого горения дуги разряда в диапазоне температур 900 - 1000oC, и обеспечивает стабильную работу источника. Проведенный анализ общедоступных источников информации об уровне техники не позволил выявить техническое решение, тождественное заявленному, на основании чего делается вывод о неизвестности последнего, т.е. соответствии представленного в настоящей заявке изобретения критерию "новизна". Сопоставительный анализ заявленного решения с известными техническими решениями позволил выявить, что представленная совокупность отличительных признаков неизвестна для специалиста в данной области и не следует явным образом из известного уровня техники, на основании чего делается вывод о соответствии представленного в настоящей заявке изобретения критерию "изобретательский уровень". Для пояснения изобретения ниже представлен пример осуществления способа разделения изотопов самария в электромагнитном сепараторе с использованием источника ионов. Для эксперимента использовалась одна из разделительных камер электромагнитного сепаратора "СУ-20" комбината "Электрохимприбор", г. Лесной, Свердловской области. Навеску металлического самария размещали в тигле источника ионов. После установки источника и семикоробочного приемника в разделительную камеру сепаратора производили откачку камеры вакуумными насосами до давления (0,7 - 1,5)
![способ разделения изотопов самария в электромагнитном сепараторе с использованием источника ионов, патент № 2158168](/images/patents/313/2158003/183.gif)
Класс B01D59/48 использующей электростатическое и магнитное поля