proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Авторские права
  Агентство  ПРоАтом. 28 лет с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





PRo IT
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС

Вышла в свет книга Б.И.Нигматулина и В.А.Пивоварова «Реакторы с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. История трагедии и фарса». Подробнее 
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия»
и сайта proatom.ru.
E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[14/04/2021]     Вакуумное разделение молекул воды по изотопам водорода

Виталий Узиков, инженер

Потребность изотопного разделения воды по протию (обычному водороду), дейтерию и тритию возникает в различных отраслях: получение тяжёлой  (D2O) воды для атомной отрасли; очистка воды от трития (например, ликвидация  последствий на АЭС «Фукусима»); снижение природной концентрации тяжёлых изотопов водорода  в воде  для биологических и медицинских целей  и т.д.



Технологии изотопного разделения воды

В способах разделения воды по изотопам водорода недостатка нет – используется изотопный обмен в присутствии палладия и платины, электролиз воды в сочетании с каталитическим изотопным обменом между водой и водородом, колоночная ректификация, вакуумное замораживание холодного пара с последующим оттаиванием и другие. Существующие технологии разделения изотопов водорода имеют общую особенность – все они крайне энергозатратны (Таблица 1) и требуют использования дорогостоящего оборудования.

Таблица 1 – Используемые технологии разделения изотопов водорода[1]

При выборе технологии логично рассмотреть в первую очередь методы и процессы изотопного разделения, в которых поведение  молекул обычной (протиевой), дейтерированной  и тритиевой воды имеют максимальное различие. Кроме того, энергия для протекания этих процессов должна быть минимальной. Под эти требования хорошо подходит фазовый переход при замерзании воды. Однако следует уточнить, что в смеси «легкой» (Н2О) и тяжелой (D2O + T2O) воды происходит изотопный обмен: Н2О + D2O = 2 НDO; H2O + T2O = 2 НТО. Поэтому дейтерий и тритий обычно в воде находятся в форме HDO и НТО.

При этом температура замерзания для D2O составляет +3,8 °С, а для Т2О +9 °С, HDO и НТО замерзают соответственно при +1,9 °С и при +4,5 °С. Установлено, что, например, при температуре в пределах от 0 до +1,9 °С молекулы воды с дейтерием и тритием, в отличие от «легкой» (протиевой) воды, находятся в метастабильно-твердом неактивном состоянии[2]. Температура воды и давление насыщенных паров воды связаны между собой и отличие в изотопном составе атомов водорода в молекулах воды приводит к заметному изменению температурной зависимости давления насыщенных паров (Рис. 1).   С учетом существенного изменения температуры замерзания воды для молекул с различным изотопным составом атомов водорода и соответствующего различия в давлении насыщенных паров, можно использовать различающееся изменение свойств воды при снижении температуры в области от 0 до 9°С для разделения изотопов.

Рис. 1 – Параметры фазовых переходов кипения и замерзания для тяжёлой и легкой воды при низких температурах и давлениях

Эта особенность лежит в основе фракционного разделения «легкой» и тяжелой воды путем создания разряжения воздуха над поверхностью воды при этой температуре. «Легкая» вода интенсивно испаряется, а затем улавливается при помощи морозильного устройства, превращаясь в лед. «Тяжелая» же вода, находясь в неактивном твердом состоянии и обладая значительно меньшим парциальным давлением, остается в испарительной емкости исходной воды вместе с растворенными в воде солями и примесями.

На этом принципе работает сконструированная Г.Д.Бердышевым и И.Н.Варнавским совместно с Институтом экспериментальной патологии, онкологии и радиобиологии имени Р. Кавецкого РАН Украины промышленная установка ВИН-4 «Надiя» по производству «легкой» воды с пониженным на 30-35 % содержанием дейтерия и трития (Рис. 2) [2].

Установка состоит из корпуса 1, в котором установлена испарительная емкость 2 для исходной воды с устройствами нагрева 3 и охлаждения воды 4. Здесь же имеется вентиль 5 для подачи воды в испаритель и вентиль 6 для слива отработанного остатка, обогащенного тяжелыми изотопами водорода. В корпусе также расположено устройство 7 для конденсации и замораживания холодного пара в виде набора тонкостенных трубчатых элементов, которые соединены с насосом для прокачивания через них хладагента. Устройство 7 совместно с источниками ультрафиолетового 8 и инфракрасного 9 излучений размещено над емкостью 10 для сбора талой воды. Внутренняя полость корпуса 1 соединена патрубком 11 с вакуумным насосом — источником разряжения воздуха. Кроме того, корпус 1 снабжен устройством 12 для подачи в его внутреннюю полость установки очищенного воздуха или смеси газов. Дополнительно установка ВИН-4 оборудована системой терморегулирования в полости испарительной емкости 2 для контроля заданной температуры процесса испарения исходной обрабатываемой воды. В корпусе имеются иллюминаторы 13 и 14 для наблюдения за процессами испарения, замораживания холодного пара и таяния льда. Емкость сбора талой воды 10 снабжена вентилями 15 для слива талой воды и патрубком 16 для соединения с блоком формирования структуры и свойств талой воды 17. Блок 17 включает внутреннюю коническую емкость 18 с минералами. На выходе емкости 19 установлен адсорбционный фильтр 20 и сливной вентиль 21.

Установка ВИН-4 работает следующим образом. Из водопровода испарительную емкость 2 наполняют водой и через устройство 4 прокачивают хладагент. При достижении заданной температуры, не превышающей +10 °С, процесс охлаждения воды прекращают. Затем герметизируют корпус 1 и через патрубок 11 начинают откачивать воздух, создавая разряжение во внутреннем объеме корпуса установки. Создание разряжения сопровождается сначала интенсивным выделением из всего объема исходной воды растворенных в ней газов и их удаление, а затем интенсивным парообразованием вплоть до кипения воды, за которым наблюдают через иллюминаторы 13 и 14. Образующийся холодный пар конденсируется и намерзает на поверхности трубчатых элементов морозильника 7. Когда толщина льда достигает заранее заданной величины, процесс испарения прекращают. Вакуумный насос выключают, включают источники ультрафиолетового 8 и инфракрасного 9 излучений, а через устройство 12 вводят в полость корпуса 1 очищенный воздух или смесь газов; затем доводят давление в корпусе 1 до уровня атмосферного или выше. Остаток воды емкости 2, обогащенный тяжелыми изотопами, через вентиль 6 сливают в отдельные емкости или сливают в накопитель. По мере облучения и таяния льда талая вода поступает в емкость 10, затем в блок  формирования структуры и свойств талой воды 17. Проходя через минералы внутренней 18 и наружной 19 конических емкостей и далее через фильтр 20, талая вода завершает свой путь, приобретая целебные биологически активные свойства.

Откровенно говоря, не уверен, что в этой установке при однократном акте испарения конденсации достигается такое большое (30-35%) снижение по тяжелым изотопам воды, но неплохой эффект подтверждается так же работами по гляциологии (науке о природных льдах).

Межфазное фракционирование воды по изотопам водорода при низких температурах

В изотопной геохимии принято выражать изотопный состав не через абсолютную концентрацию тяжелых изотопов в изучаемом образце, а относительно концентрации этих изотопов в «изотопном стандарте» – образце изучаемого вещества, принятого за эталон. При изучении изотопного состава воды основным изотопным стандартом является VSMOW-2Vienna Standard Mean Ocean Water (стандартная средняя океаническая вода), приготовленная, как следует из названия, из морской воды. Стандарт VSMOW-2 характеризуется следующими значениями изотопного состава:

-        концентрация 2H равна 155,76 ± 0,1 ppm;

-        концентрация 18O равна 2005,20 ± 0,43 ppm;

-        концентрация 17O равна 379,9 ± 1,6 ppm.

Для того чтобы выразить изотопный состав образца относительно SMOW, используется следующая формула [3]:

Вследствие небольшого различия массы изотопы немного по-разному ведут себя при фазовых переходах (испарение — конденсация, таяние — замерзание) и некоторых других физических процессах. Это приводит к так называемому фракционированию, т.е. разделению тяжелых и легких изотопов. Если бы такого разделения не существовало, изотопный состав воды во всей гидросфере Земли был бы одинаков. В работе [3] рассмотрено фракционирование изотопов на примере простой замкнутой системы, состоящей из воды и водяного пара (Рис. 3).

 

Голубые и красные кружки обозначают легкие и тяжелые молекулы соответственно. Соотношения между числом легких и тяжелых молекул не соответствуют действительности и приведены лишь для примера

Рис.3 – Фракционирование изотопов в процессе испарения воды [3]. a– система до начала испарения, б – начальный момент процесса испарения, в – система в равновесии (водяной пар достиг насыщения). 

В начале эксперимента мы имеем некоторый объем воды с изотопным составом Rв, где R – абсолютная концентрация тяжелых изотопов, как в формуле (1) (рис. 3а). В этот момент воздух над жидкостью совершенно сухой. Сразу после начала процесса испарения первая порция водяного пара оказывается обедненной тяжелыми изотопами по сравнению с водой (рис. 3б). Это происходит из-за различия в скорости движения тяжелых и легких молекул. Действительно, кинетическая энергия молекул пропорциональна их массе и скорости. Поскольку средняя кинетическая энергия молекул одинакова, тяжелые молекулы движутся медленнее легких. Легким молекулам легче вырваться из жидкости и перейти в газообразную фазу. Кроме того, имеет значение тот факт, что более легкие молекулы легче диффундируют через воздушную среду, удаляясь от поверхности испарения (т.е. имеют больший коэффициент диффузии). Поскольку система замкнутая и доступный объем ограничен, со временем тяжелые молекулы «догонят» легкие, и концентрация тяжелых молекул в водяном паре немного увеличится.

В какой-то момент водяной пар достигает состояния насыщения при данных условиях (рис. 3в). Это означает, что число молекул, покидающих жидкость, становится равным числу молекул, возвращающихся обратно из водяного пара в жидкость. Тяжелые молекулы достигают насыщения при меньшей их концентрации в воздухе по сравнению с легкими молекулами, поскольку им труднее покинуть жидкость и легче в нее вернуться. Поскольку концентрация молекул воды определяет давление водяного пара (наряду с температурой), то можно также сказать, что давление насыщенного водяного пара, состоящего из тяжелых молекул воды, меньше давления насыщенного водяного пара, состоящего из легких молекул, при данной температуре (Рис.1).

Таким образом, в условиях термодинамического равновесия между водой и находящимся над ее поверхностью водяным паром концентрация тяжелых изотопов в водяном паре будет меньше, чем их концентрация в воде:

Rn ˂ Rв

Отношение между этими двумя величинами называется коэффициентом фракционирования и обычно обозначается греческой буквой a:

a = Rв / Rп,                         (2)

Понятие «коэффициент фракционирования» используют, чтобы охарактеризовать изменение изотопного состава при любых фазовых переходах, например,вода – водяной пар, вода – лед, пар – лед. Поэтому, чтобы уточнить, о каком именно коэффициенте фракционирования идет речь, к символу a добавляют соответствующие индексы (в–п, в–л, п–л и т.д.).Если речь идет о фракционировании между водой и водяным паром, находящимися в равновесии (т.е. водяной пар находится в состоянии насыщения при данной температуре), говорят о «равновесном коэффициенте фракционирования».

В природе испарение редко происходит в равновесных условиях, поскольку относительная влажность воздуха, как правило, существенноменьше 100 % (т.е. водяной пар далек от состояния насыщения). Если бы система была замкнутая, то рано или поздно равновесие бы наступило, но в реальных условиях этого не происходит. В этом случае наблюдается ситуация, изображенная на рис. 3б, когда водяной пар сильнее обеднен тяжелыми изотопами, чем было бы при равновесных условиях, т.е. эффективный коэффициент фракционирования больше равновесного. Такое дополнительное фракционирование, связанное с большей скоростью протекания процесса (в данном случае испарения) для легких молекул по сравнению с тяжелыми, называют «кинетическим фракционированием»[3].

На Рис. 4 значения коэффициентов фракционирования показаны в графическом
виде[3]. Прежде всего, обращает на себя внимание тот факт, что коэффициенты фракционирования при данной температуре существенно больше для дейтерия, чем для 18O. Например, при температуре 0 ºС коэффициент фракционирования в системе вода – пар равен 1,012 для 18O и 1,11 для дейтерия. Это означает, что водяной пар в равновесии с водой при температуре 0 °С будет обеднен 18Oна 12 ‰ (промилле), а дейтерием – на 100 ‰. Именно благодаря этому для одного и того же образца значения δD, как правило, на порядок больше по модулю, чем значения δ18O.

Рис. 4. Зависимость коэффициентов фракционирования (a) от температуры (T): кривые для систем пар – вода и пар – лед для кислорода-18 и дейтерия; Сплошные кривые – экспериментально определенные значения, пунктирные – экстраполированные значения

 

Вакуумная изотопная перегонка

Предлагаемая технология разделения изотопов основана на том, что из системы полностью удаляется воздух и давление в ней снижается до уровня парциального давления паров воды (~600..700 Па) при температуре 1..2 ºС,  если нужно сконцентрировать дейтерий и тритий, получив обогащенную протием воду. Отличие предлагаемой технологии состоит в организации непрерывного процесса выпаривания преимущественно воды с легкими изотопами водорода и концентрированием тяжеловодной фракции на смоченной поверхности насадок. В качестве насадок хорошим выбором будут, например,  спирально-призматические насадки Силиваненко (СПН) или регулярная насадка Панченкова (Рис. 5).

Рис. 5 – Спирально-призматические насадки Силиваненко (вверху) и регулярная насадка Панченкова(внизу)

Кстати, И.Л.Селиваненко запатентовал «Устройство для получения воды с пониженным содержанием тяжелых молекул» (RU 2612667 C1), которое относится к ректификационным устройствам для очистки воды от примесей в виде молекул воды, содержащих в своем составе тяжелые изотопы водорода и кислорода. В качестве примера описана установка, которая включает ректификационнуюколонну высотой 6 м, работающую при температуре 60°С и под вакуумом 20 кПа, испаритель,конденсатор  и  тепловой   насос на фреоне с компрессором мощностью 48 кВт. Процесс обогащения водяного пара наиболее легкими молекулами воды происходит в ректификационной колонне на поверхности насадки. Выход сконденсированной легкой водыc содержанием дейтерия 10 ppmсоставляет 6 л/ч, что является очень хорошим показателем.

Предлагаемая технология разделения изотопов воды  направлена на то, чтобы перейти от орошения насадок в ректификационной колонне сверху засыпки к периодическому смачиванию насадок, размещенных во вращающихся кольцевых насадочных конструкциях при их погружении в воду, находящуюся в нижней части корпуса аппарата (Рис. 6). При этом происходит диффузия накопившихся в пленке насадок молекул воды с тяжелыми изотопами в воду, находящуюся в нижней части корпуса аппарата, что приводит к её обогащению тяжелыми изотопами.  По сути, представленная ректификационная  установка с кольцевыми насадочными конструкциями близка по функциональному использованию к ректификационным колоннам, приведенным в горизонтальное состояние и с изменненнымисистемами смачивания насадоки омывания насадок холодным паром при полном отсутствии неконденсируемых газов.

Рис. 6 – Горизонтальная ректификационная установка с кольцевыми насадочными конструкциями

Такая конструкция насадочного устройства полностью снимает вопрос об ограничении проходного сечения засыпок из насадок, а, следовательно, и ограничения по производительности аппаратов. Кроме того, снимаются все требования к высоте ректификационных аппаратов.

Техническими результатами, которые могут быть достигнуты при использовании предлагаемойтехнологии, являются повышение эффективности изотопного разделения воды с использованием ректификационной установки с вращающимися кольцевыми насадочными конструкциями при вакуумной перегонке и снижение энергетических затрат на единицу готового продукта.

Предлагаемый способ изотопного разделения молекул воды основан на технологии вакуумной перегонки, предусматривающий массобмен молекул воды с легкими и тяжелыми изотопами водорода на смачиваемой поверхности насадочных устройств при прохождении через них пара и характеризуется тем, что процесс производится при температуре, не превышающей температуру замерзания воды с молекулами целевых тяжелых изотопов водорода. Например, для обогащения жидкой фазы воды дейтерием, температура проведения процесса  не должна превышать 1,9ºС (Рис.1). При этом требуемая температура процесса массообмена на насадочных устройствах поддерживается испарительным охлаждением воды в условиях вакуумирования установки изотопного разделения вакуумными насосами и одновременным подводом тепловой энергии к жидкости для поддержания стационарных условий.

Рассматриваемая технология разделения изотопов основана на том, что система вакуумируется, обеспечивая удаление всех неконденсируемых газов и давление в ней снижается до уровня парциального давления паров воды (~500..800 Па), а при заданном уровне разряжения соответствующая температура воды снижается до уровня ниже на 0,2…1,5ºС, чем температура замерзания воды с целевым изотопом водорода. Унос пара вакуумным насосом сопровождается испарительным охлаждением воды, а образующийся пар проходит через слои насадок, расположенных в секциях кольцевых насадочныхвакуумконструкций, обеспечивая массообмен между паром и жидкой пленкой  на поверхности насадок, обогащая при этом пленки молекулами воды с тяжелыми изотопами водорода (Рис.7).

Голубые и красные кружки обозначают легкие и тяжелые молекулы соответственно. Соотношения между числом легких и тяжелых молекул не соответствуют действительности и приведены лишь для примера

Рис. 7. Схема обогащения пленок воды на поверхности насадок при прохождении пара молекулами с тяжелыми изотопами водорода.

При достижении заданных параметров обогащения воды в аппарате тяжелыми изотопами производится её замена в периодическом или постоянном режиме. Отвод пара вакуумным насосом из аппарата сопровождается интенсивным испарительным охлаждением, которое компенсируется нагревателем воды в нижней части аппарата (Рис.6).

То, что испарительным охлажением при вакуумировании можно реально заморозить воду легко убедиться посмотрев, например, этот ролик https://www.youtube.com/watch?v=3EFrGEXQFz0&t=2s&ab_channel=HarvardNaturalSciencesLectureDemonstrations (Рис.8), поэтому для предотвращения полного замерзания воды и поддержания температуры на заданном уровне, необходимо компенсировать унос тепла с паром подводом тепловой энергии и восполняя унесенную влагу с паром подводом воды.

Рис. 8 – Замораживание воды при вакуумировании (https://www.youtube.com/watch?v=3EFrGEXQFz0&t=2s&ab_channel=HarvardNaturalSciencesLectureDemonstrations)

В отличие от установки Вин-4 «Надiя» испарение производится не только с поверхности зеркала воды, но также и с развитой поверхности насадок в кольцевых насадочных конструкциях, которые жестко связаны с вращающимся валом, поэтому интенсивность процесса разделения изотопов должна быть существенно выше, чем в этой установке. Требуемая температура воды в выпарном аппарате зависит от концентрации тяжелых изотопов и с повышением концентрации она увеличивается для того, чтобы вода не превратилась в лед.

Предлагаемая технология разделения изотопов воды,также как и установка по патенту RU 2612667 C1, основана на применении теплового насоса, только роль хладагента в системе выполняет не фреон, сама вода. Все тепло, затрачиваемое на испарение,с избытком генерируется при работе вакуумных насосов и разогревом теплоносителя при конденсации на нем сжатого пара в скруббере, а избыток этого тепла отводится через теплообменник (Рис.9). В качестве примера конкретного исполнения показана установка изотопного разделения молекул воды, с производительностью 48кг/ч по воде, обогащённой легким изотопом (протием). Параметры горизонтальной ректификационной установки с вращающимися кольцевыми насадочными конструкциями, смачиваемыми водой в нижней части корпуса, приведены в Таблице 2.

Рабочие параметры установки вблизи фазового перехода замораживания воды с тяжелыми изотопами позволяют надеяться на резкое снижение подвижности этих молекул при массообмене между паром и жидкой пленкой  на поверхности насадок и повышенной интенсивностью обогащения пленок на насадках тяжелыми изотопами воды. Хотя, так это или не так, можно выяснить только в ходе натурных экспериментов.

Таблица 2 – Параметры горизонтальной ректификационной установки с кольцевыми насадочными конструкциями

Приведенная на Рис.9 упрощённая технологическая схема показывает работу теплового насоса при испарении, сжатии и конденсации пара на распыляемых в скруббере каплях циркулирующей воды. При этом вода нагревается, а при прохождении через горизонтальную ректификационную установку отдает тепло на испарение воды. Подвод исходной воды, а так же отвод воды, обогащенной тяжелым и легким изотопом водорода, производится по схеме, аналогичной для ректификационных установок.

Рис.9 – Технологическая схема разделения молекул воды по изотопам водорода с использованием  горизонтальной ректификационной  установки с кольцевыми насадочными конструкциями

Создание требуемых условий массообмена по давлению обеспечивается применением4-х кулачковых вакуумных насосов ElmoRietschle серии R-VWB, обеспечивающие объемный расход пара Gv= 8800 куб.м/час (Gm = 48 кг/ч) суммарной мощностью 22 кВт, параметры которых приведены ниже (Таблица 3).

Таблица 3 – Параметры кулачковых вакуумных насосов ElmoRietschle серии R-VWB

Для обеспечения нормальной работы вакуумных насосов ElmoRietschleв скруббере поддерживается пониженное давление 35 кПа при помощи другого небольшого вакуумного насоса, удаляющего из системы неконденсируемые газы.

Физическая модель колоночной кристаллизации льда и схема установки для разделения льда (HDO-D2O в Н2O в отборном режиме) приведена в [4]. Транспорт дейтерия в колонне осуществляется диффузией в жидкой фазе и массопередачей из твердой фазы в жидкую [5] в результате последовательных процессов плавления и образования льда. В виду более высокой температуры льдообразования дейтериевой воды по сравнению с температурой льдообразования протиевой воды при плавлении в жидкость переходят в первую очередь молекулы протия, при образовании льда в структуру его переходят в первую очередь молекулы дейтерия. В вакуумной горизонтальной ректификационной  установке, в режиме  льдообразования на поверхности насадок это приведет к осаждению на насадках преимущественно дейтерированных молекул и повышенному уносу с паром протиевых молекул воды.

Рабочие температурные параметры установки могут варьироваться от условий отсутствия льда до начала льдообразования на поверхности насадок. При этом можно использовать периодическую смену этих режимов изменяя мощность подогрева воды в ректификационной установке, увеличивая тем самым давление и температуру насыщения.

Возможные сферы применения вакуумного разделения молекул воды по изотопам водорода

Получение питьевой воды с пониженным содержанием дейтерия

Многие исследования последнего времени показали, что легкая вода с пониженным содержанием дейтерия является хорошим  биостимулятором, повышающим функциональные возможности организма на клеточном уровне и обладающим лечебными свойствами. По некоторым утверждениям даже неглубокая (на 5–10%) очистка воды от дейтерия способна значительно улучшить ее, придавая воде иммуностимулирующие и омолаживающие свойства, не говоря уже о глубокой очистке воды. Опубликованы данные, что потреблявшие воду, в которой содержалось дейтерия на 25% ниже нормы, свиньи, крысы и мыши дали потомство, гораздо многочисленнее и крупнее обычного, а куры стали нести вдвое больше яиц. Пшеница, которую поливали легкой водой, созрела раньше и дала более высокий урожай.

Однако следует признать, что многие авторы статей о целебных или полезных свойствах имеют непосредственное отношение к фирмам-производителям лёгкой воды, а в качестве исследуемого образца часто использовали воду именно их торговых марок, поэтому такие исследования иногда сложно отнести к независимым.

Получение тяжелой воды

Существует несколько сфер применения тяжелой воды.

1.      Ядерная энергетика. Существуют ядерные реакторы, в которых тяжелая вода применяется в качестве теплоносителя (например, канадский реактор CANDU, Рис.10). Ее применение позволяет использовать природный уран более низкой степени обогащения.  Тяжелая вода может использоваться также в качестве наиболее эффективного и технологичного отражателя активных зон исследовательских реакторов, таких как ORPHEE (Франция), HANARO (Южная Корея), OPAL (Австралия), FRM-II (Германия).

Рис.10 – Вид активной зоны канадского реактора CANDU

2.      В лабораториях. Как индикатор и растворитель в физико-химическом анализе, в исследованиях биологических объектов, а также живых организмов, в том числе человека.

3.      В медицине. Помимо лабораторных исследований человека, тяжелая вода может применяться для лечения грибков и бактерий, лечения гипертензии и пр.

Очистка воды от трития

В отличии от дейтерия тритий является особо опасным изотопом для человеческого организма (β – излучатель 18,6 кэВ с периодом полураспада 12,32 лет), так как легко встраивается в клеточную структуру и является источником внутреннего облучения. В природе тритий образуется в верхних слоях атмосферы при соударении частиц космического излучения с ядрами атомов, например, азота, однако ядерные реакторы также стали важным источником накопления трития в окружающей среде, особенно при ядерных катастрофах, таких как Фукусима. Кроме того, при использовании тяжелой воды в реакторах, при взаимодействии с нейтронами в ней накапливается тритий, и тяжелую воду необходимо очищать от него. Для этого  применяется очистка воды в ректификационных колоннах (самый простой и энергоемкий способ). Другим способом очистки является комбинированный с электролизом изотопный обмен вода – водород на катализаторе, однако из-за применения электролиза энергозатраты очень существенны. Так же для этих целей используется двухтемпературный изотопный обмен в системах вода – водород или вода – сероводород.

С точки зрения экономической приемлемости технологии очистки от трития, из-за относительно небольшого периода полураспада трития (12,32 лет) при больших объемах переработки – более миллиона тонн (как на Фукусиме), дешевле выдерживать тритий до распада основной массы, чем применять слишком дорогостоящие технологии. Поэтому для Фукусимы требуется эффективная и малозатратная технология очистки, и возможно предлагаемая технология окажется востребованной.

Действующих промышленных установок очистки от трития не так много. Естественно, что самая большая  установка предназначена для очистки тяжелой воды на реакторах CANDU в Канаде (CIRCE, 300-500 кг/ч). Установки поменьше – в Южной Корее (Wolsong tritium removal facility, 100 кг/ч) и в Румынии (ICSI-TRF, 4-8 кг/ч). Экономика процесса обусловлена двумя основными критериями – производительностью процесса и степенью концентрирования. Кроме того при экономической оценке технологии нужно рассматривать еще две важнейшие характеристики – капитальные вложения и эксплуатационные расходы. Если сравнивать ректификационную очистку и комбинированную очистку с электролизом, то в одном случае главной проблемой являются капитальные вложения, а в другом – эксплуатационные расходы.

Специалисты РосРАО и Радиевого института разработали свой трёхступенчатый процесс, где попытались совместить достоинства известных технологий очистки от трития, и который предложили для решения проблемы тритиевых вод Фукусимы.  Этот процесс должен быть проверен в 2017 году на демонстрационной установке по детритизации жидких радиоактивных отходов и пробной очистке 48 кубометром модельного раствора в г. Сосновый Бор (Рис.8). Расход греющего пара в этой установке 6,5 т/ч (тепловая мощность Q = 4434 кВт)при проектной производительности по очищенной воде 197 кг/ч. По ссылке https://youtu.be/9PrIfnpxkgYможно посмотреть ролик с подробным описанием работы этой установки.

Рис. 11 – Демонстрационная установка с ректификационной колонной по детритизации жидких радиоактивных отходов на АЭС «Фукусима» (Радиевый институт, Сосновый Бор)

К сожалению, мне не удалось найти данные по результатам проведенных испытаний этой установки и её эффективности.

Заключение

·         Предложенная технология изотопного разделения молекул воды по изотопам водорода при вакуумной ректификации вблизи точки замерзания воды,отличается малыми капитальными вложениями и эксплуатационными расходами;

·         Для работы установки по изотопному разделению не требуется источник тепла, а лишь теплообменник для отвода его избытка;

·         Основными источниками энергопотребления в предлагаемой технологии являются обычное промышленное насосное оборудование для создания вакуума  и циркуляции воды;

·         Габариты оборудования позволяют размещать его в практически любом производственном помещении;

·         Производительность установки по воде, обогащенной легким изотопом водорода, не уступает лучшим промышленным установкам.  

·         Предлагаемая технология может быть эффективно использована для очистки тритиевых вод на Фукусиме из-за малых капитальных вложений и низких эксплуатационных расходов. Буду рад, если японцы попробуют её применить для решения своей проблемы.

 

Список источников

1.      Розенкевич М.Б., Букин А.Н., Марунич С.А., Пак Ю.С., Магомедбеков Э.П. / Состояние разработки технологии детритизации жидких и газовых отходов, возникающих при переработке ОЯТ в России // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Материаловедение и новые материалы. 2013. № 1 (76). С. 159-171.

2.      Мосин О.В, Очистка воды от тяжелых изотопов дейтерия, трития и кислорода / Журнал «Сантехника, Отопление, Кондиционирование», № 9, 2012

3.      Екайкин А. А., Стабильные изотопы воды в гляциологии и палеогеографии: методическое пособие / М-во природ. ресурсов и экологии Рос. Федерации, Федер. служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Гос. науч. центр Рос. Федер. Аркт. и антаркт. науч.-исслед. ин-т. - Санкт-Петербург : ААНИИ, 2016

4. Смирнов Л.Ф., / Технология производства тяжелой воды вымораживанием //Холодильнатехніка та технологія, 53 (1), 2017

5.      Gates W. G, Powers J. E.  (1970). Am.  Inst.  Chem. Eng. J, Vol. 16, No. 4 (July), 648-658.

 

 
Связанные ссылки
· Больше про Атомная наука
· Новость от Proatom


Самая читаемая статья: Атомная наука:
Интуиция в законе

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 3
Ответов: 10


Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 19 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: Вакуумное разделение молекул воды по изотопам водорода (Всего: 0)
от Гость на 14/04/2021
Работа интересная. 
Бросается во внимание, правда, отсутствие в списке литературы книги "Тяжёлая вода" Исидора Киршенбаума. И цифры, сколько киловатт*часов по этой технологии тратится на один килограмм тяжёлой воды чистотой 99,8%. И степень опробированности технологии: отработал ли опытный завод, какой мощности, сколько тысяч часов, встретились ли технологические трудности и какими методами они были преодолены. И сопоставления с методом изотопного обмена, с методом глубокого охлаждения, с методом электролиза: по коэффициентам разделения ступени и по энергоёмкости. 





[ Ответить на это ]


Re: Вакуумное разделение молекул воды по изотопам водорода (Всего: 0)
от Гость на 14/04/2021
Бросается во внимание, правда, отсутствие в списке литературы книги "Тяжёлая вода" Исидора Киршенбаума. И цифры, сколько киловатт*часов по этой технологии тратится на один килограмм тяжёлой воды чистотой 99,8%. И степень опробированности технологии: отработал ли опытный завод, какой мощности, сколько тысяч часов, встретились ли технологические трудности и какими методами они были преодолены. И сопоставления с методом изотопного обмена, с методом глубокого охлаждения, с методом электролиза: по коэффициентам разделения ступени и по энергоёмкости.
Спасибо за хорошие вопросы.
  • К сожалению, об опробированности технологии речь не идет – все строится на скудных данных об эффективности однократного изотопного разделения воды при вакуумировании, например, такой установки, как ВИН-4, и в предположении, что многократная ректификация вблизи тройных точек для разных изотопов воды существенно усилят эффект массообмена молекул с разными изотопами между паром и пленкой воды на насадках, по сравнению с обычной ректификацией. Трудно сказать, сколько ступеней из таких установок потребуется, чтобы получить тяжелую воду, так как это зависит от многих факторов – температуры (давления) воды на каждой ступени, параметров насадок, толщины насадочного слоя, количества насадочных секций, доли отбираемой воды с легким изотопом и т.д. 
  • Поэтому, конечно же, для определения реального коэффициента разделения ступени требуются эксперименты, но обнадеживает то, что оборудование достаточно простое, и, например, для улавливания тритиевых молекул на Фукусиме из-за высокой температуры их замерзания (+4,5°C для HTO и +9°С для T2O), при температуре насадок чуть выше нуля, возможно будет достаточно и одной установки с приведенными параметрами. Это конечно в идеале, но если бы в этом случае установка показала свою эффективность очистки от трития при производительности 48 л/час и энергозатратах ~30 кВт, тритиевую воду Фукусимы можно будет не сливать в океан. Хотя подчеркиваю – все умозрительно и экспериментов не было. 

С уважением, В.Узиков   


[
Ответить на это ]


Re: Вакуумное разделение молекул воды по изотопам водорода (Всего: 0)
от Гость на 15/04/2021
Интересно отметить, что в пятой колонке слева в первой таблице, 1 МВт*час соответствует сжиганию на электростанции одной тонны угля невысокого качества. Соответственно, лучшие методы имеют пропорцию: 5000 тонн угля для получения 5 тонн D2O в которых тонна дейтерия, при синтезе всех дейтронов дающая ~ 50 Мт тротилового эквивалента. 
Коэффициент усиления энергии порядка тысячи раз, если в числителе выделившаяся в термоядерной реакции, в знаменателе - потраченная на получение D2O. Даже при методе электролиза, коэффициент выигрыша в энергии составляет несколько раз при условии вовлечения большого процента дейтерия в реакцию синтеза. 


[ Ответить на это ]


Re: Вакуумное разделение молекул воды по изотопам водорода (Всего: 0)
от Гость на 15/04/2021
Ядерный Синтез? Скорее всего печальный опыт попыток создания термоядерных установок, а тем более реакторов говорит о несбыточности такой мечты...


[
Ответить на это ]


Re: Вакуумное разделение молекул воды по изотопам водорода (Всего: 0)
от Гость на 15/04/2021
В случае термоядерных бомб пропорция та же, 1000-кратная.

Цивилизация может тратить 1% всего своего первичного топлива на выделение дейтерия из воды, и взрывать астероиды либо терра-формировать Марс ежегодной мощностью взрывов, 10-кратно превосходящей мощность всего первичного энергопотребления Земной цивилизации /без учёта термоядерной составляющей/.




[
Ответить на это ]


Re: Вакуумное разделение молекул воды по изотопам водорода (Всего: 0)
от Гость на 17/04/2021
  • Интересная информация про курей. Проконсультировался на эту тему с владельцем маточного стада птицефабрики. Проф. Яков Соломонович утверждает, что курица не может нести более 1 яйца в день. При средней яйценоскости 210 яиц за 250 суток на советских птицефабриках, это 84%. Остальное время года птица линяет и не несёт яиц.
  • Удвоение яйценоскости вдвое означает 168%, и такая цифра возможна только у любителей рекламы.
  • Во время сильного стресса птица может снести два яйца в одни сутки, но это компенсируется в ближайшие 3-4 дня отсутствием яиц.
  • Насчёт вакуумной заморозки.
  •  Мой шеф был большой сторонник вакуумной заморозки, и я потратил примерно полгода, чтобы экспериментальное опровергнуть его "изобретения" 
  • Закон сохранения энергии нельзя обойти. На литр испаренной воды нужно потратить 1,4 квтч. И с вакуумом, и на простой плитке.
  • Только Ульвак 5 л/с стоит 2 тысячи долларов, а ТЭН 1 тысячу рублей. Нетрудно понять, почему до сих пор все испарительные установки тупо кипятят растворы.
  • Заметьте - кипятят, а не испаряют, и зеркало воды никакой роли не играет. Кипение идёт по всему объёму. Подвели 1,5 квтч - улетел 1 кг воды. Направили потоки навстречу - холодный и горячий, - вот и выгода на испарителе-конденсаторе.
  • Я был в Шевченко, там выгода 27 раз против прямого нагрева каспийской воды. 
  • Непонятно, как у Вас получилось одинаковые по цене вакуумные насосы и ТЭНы. Разница минимум 100 раз, ТЭН дешевле.
  • Насчёт трития. 
  • Вклад трития в рациационное загрязнение Фу, в приведённых единицах, менее одной миллионной доли. Не самая актуальная задача.
  • Считаю Вашу подборку полезной для тех, кто изучает термоядерные устройства военного назначения и Канду. 
  • Предлагаю сделать обзор по обогащению лития, и потом можно будет переходить к экономике термоядерных вооружений.
  • В 2015 у меня получилось, что ТЯО в 100 раз дешевле ЯО. За 7 кг ТНТ, как за 1 кг угля.
  • Дементий Башкиров 


[ Ответить на это ]


Re: Вакуумное разделение молекул воды по изотопам водорода (Всего: 0)
от Гость на 17/04/2021
Оправданна ли высокая цена вакуумных насосов когда нужен простой форвакуум?
В принципе, умельцы делали компрессор воздуха из старого автомобильного двигателя, желательно дизеля: отсоединяя подачу топлива в один из цилиндров и делая соответствующую систему клапанов. В то время как некоторые оставленные цилиндры крутят двигатель в обычном порядке.
Форвакуумный насос по такому принципу тоже можно соорудить из старого двигателя. Возможно, переделав маслосистему. Это будет совсем недорого. 


[
Ответить на это ]


Re: Вакуумное разделение молекул воды по изотопам водорода (Всего: 0)
от Гость на 17/04/2021
В целом, как уже говорилось:легкие химэлементы в отличие от урана могут легко разделяться в многотонных количествах, физико-химическими методами. Отношение их масс изотопов заметно отличается от единицы, поэтому физико-химические свойства, скорости реакций, ощутимо различаются и на этом можно сделать установку.
Водород с дейтерием, литий-6 с литием-7, бор-10 с бором-11, азот-14 с азотом-15 могут разделяться в тонных количествах небольшим заводом.Для всех них, по сути, источник природной изотопной смеси неограничен и общедоступен. 
В этом отношении надо отметить позорный дефицит бора-10 в России. Дело в том, что полу-промышленные установки по его производству находились при СССР в Грузии. В  голодные годы лихолетья 1990-х, гражданской войны на Кавказе, всё это было разрушено под основание а специалисты ушли из профессии и разбрелись по всему свету. 
За 30 лет Россия замены не создала и до сих пор военный атом живёт советскими складскими запасами бора-10. Производство натрия из поваренной соли тоже уничтожено в 1990-е и отсутствует, так что 2000 тонн металлического натрия для БН-800 закупали у Французов. 


[
Ответить на это ]


Re: Вакуумное разделение молекул воды по изотопам водорода (Всего: 0)
от Гость на 18/04/2021
  • Ульвак и советский 2НВР полные аналоги. Это форвакуумные насосы, легко замораживающие воду.
  • Французы не только делают натрий. У них есть патент на испарение раствора горячим газом без нагрева раствора. Это востребовано в медицине и пищевой промышленности. Это замена фриз-драй для сохранения витаминов и энзимов.
  • Конкуренция разных технологий всегда существует, когда есть производство. Когда нет производства, есть "научные диспуты" 
  • Имхо, есть смысл обсуждать реальные технологии, а не гипотезы. Россияне отличаются тем, что генерирует идеи, а проверять их не умеют.
  • Китай копирует готовые промышленные решения. Это максимально выгодно, как показывает практика. Не боги горшки обжигают, не учёные мужи, а пролетарии.
  • Основная сила общества образованные рабочие, которые не дадут себя обмануть шарлатанам и блефователям.
  • Дементий Башкиров 


[
Ответить на это ]


Re: Вакуумное разделение молекул воды по изотопам водорода (Всего: 0)
от Гость на 18/04/2021
Оправданна ли высокая цена вакуумных насосов когда нужен простой форвакуум?В принципе, умельцы делали компрессор воздуха из старого автомобильного двигателя, желательно дизеля: отсоединяя подачу топлива в один из цилиндров и делая соответствующую систему клапанов. В то время как некоторые оставленные цилиндры крутят двигатель в обычном порядке.Форвакуумный насос по такому принципу тоже можно соорудить из старого двигателя. Возможно, переделав маслосистему. Это будет совсем недорого. 

Очень хорошее предложение. Если такая технология заработает, то так как требуемый вакуум, действительно, не слишком большой, лучше разработать более дешевый насос с оптимизированными параметрами.  
 С уважением, В.Узиков


[
Ответить на это ]


Re: Вакуумное разделение молекул воды по изотопам водорода (Всего: 0)
от Гость на 18/04/2021
  • Насчёт вакуумной заморозки.
  •  Мой шеф был большой сторонник вакуумной заморозки, и я потратил примерно полгода, чтобы экспериментальное опровергнуть его "изобретения" 
  • Закон сохранения энергии нельзя обойти. На литр испаренной воды нужно потратить 1,4 квтч. И с вакуумом, и на простой плитке.
  • Только Ульвак 5 л/с стоит 2 тысячи долларов, а ТЭН 1 тысячу рублей. Нетрудно понять, почему до сих пор все испарительные установки тупо кипятят растворы.
  • Заметьте - кипятят, а не испаряют, и зеркало воды никакой роли не играет. Кипение идёт по всему объёму. Подвели 1,5 квтч - улетел 1 кг воды. Направили потоки навстречу - холодный и горячий, - вот и выгода на испарителе-конденсаторе.
  • Я был в Шевченко, там выгода 27 раз против прямого нагрева каспийской воды. 
  • Непонятно, как у Вас получилось одинаковые по цене вакуумные насосы и ТЭНы. Разница минимум 100 раз, ТЭН дешевле.
  
  • Сергей Макарыч, прости конечно, но ты меня удивил. В каком месте на схеме рис.9 ты вдруг увидел ТЭНы? Что за фантазии? И закон сохранения энергии действительно нельзя обойти – может быть я тебя удивлю, но в том контуре который я привел на схеме, ВСЕ ТЕПЛО СКРЫТОЙ ТЕПЛОТЫ ПАРООБРАЗОВАНИЯ (2496 кДж/кг), потраченное в массообменном аппарате, возвращается в систему при КОНДЕНСАЦИИ ПАРА на каплях воды в скруббере (смотри схему). Все, до последнего джоуля, и даже с излишком тепла, который создает вакуумный насос при сжатии пара (22 кВт). Поэтому и стоит теплообменник, который не нагревает воду в циркуляционном контуре, а охлаждает её. Как видно по температурам, этим теплообменником может быть обычный радиатор без хладагента, сбрасывающий излишки тепла в окружающий воздух.
  • В крайнем секторе расположения теплообменника вода действительно может быть объемное кипение, но весь пар, проходящий по зигзагообразной траектории, обменивается молекулами с пленкой насадок (обычная процедура ректификации).
  • Не знаю, насколько велика реальная опасность тритиевой воды Фукусимы для людей, но если бы, как ты пишешь, опасность от неё не велика, то зачем, спрашивается, японцы построили огромный город из емкостей хранения этой воды, и объявили международный тендер на переработку этой воды, а не стали сбрасывать её сразу в океан?

 С уважением, В.Узиков


[
Ответить на это ]


Re: Вакуумное разделение молекул воды по изотопам водорода (Всего: 0)
от Гость на 18/04/2021
  • Виталий, я сравниваю твой агрегат с тем, что видел на испарителях морской воды на БН-350.
  • Суть моих сомнений в том, что вакуумный насос на порядки дороже простого нагревателя, требует постоянного обслуживания, и не конкурент ТЭН или Твэл. 
  • Возьми вакуумный аппарат для варки варенья, и медный таз. и сравни стоимость полученной продукции.
  • Качество продукции - вот смысл дорогущего оборудования. У тебя качество продукции равное, зачем тратить на одно и тоже в разы больше?
  • Скоко будет стоить кг тяжёлой воды на вакууме, на электролизе, и на ионном обмене, при обогащение 99,8%? Эту задачу должен решать технолог.
  • Дементий Башкиров 


[
Ответить на это ]


Re: Вакуумное разделение молекул воды по изотопам водорода (Всего: 0)
от Гость на 18/04/2021
  • Виталий, я сравниваю твой агрегат с тем, что видел на испарителях морской воды на БН-350.
  • Суть моих сомнений в том, что вакуумный насос на порядки дороже простого нагревателя, требует постоянного обслуживания, и не конкурент ТЭН или Твэл. 
  • Возьми вакуумный аппарат для варки варенья, и медный таз. и сравни стоимость полученной продукции.
  • Качество продукции - вот смысл дорогущего оборудования. У тебя качество продукции равное, зачем тратить на одно и тоже в разы больше?
  • Скоко будет стоить кг тяжёлой воды на вакууме, на электролизе, и на ионном обмене, при обогащение 99,8%? Эту задачу должен решать технолог.
  • Дементий Башкиров 

Сергей Макарыч, ты знаешь, что я технолог, поэтому если хочешь – давай обсуждать технологическую схему на рис.9, а не варку варенья в медном тазу и не выпарные аппараты морской воды на быстрых реакторах в Шевченко… Любой процесс ректификации крайне сложен для расчета, а вблизи ройной точки воды при низких давлениях и температурах вообще толком не изучен. Во всяком случае мне не удалось найти ценную информацию по этому режиму, поэтому говорить о расчете стоимости тяжелой воды 99,8% преждевременно. При разных концентрациях тяжелых изотопов изменяется наиболее экономичный способ разделения. Поэтому если поставить цель получить тяжелую воду, то придется оптимизировать количество ступеней из таких установок, которые будут работать в разных температурных режимах и с разной производительностью. Однако, если речь идет о снижении дейтерия в воде или удалении трития, содержание которых очень мало, то для достижения цели хватит и одной ступени.
 С уважением, В.Узиков


[
Ответить на это ]


Re: Вакуумное разделение молекул воды по изотопам водорода (Всего: 0)
от Гость на 18/04/2021
Электролиз в 100 раз энергозатратнее других методов, зато имеет самый высокий коэффициент разделения. В любой воде на Земле 150 грамм на тонну тяжёлой воды. Значит конечное концентрирование, начиная с величины 15 килограмм на тонну т.е. 1,5% можно делать простым электролизом. Это не повысит существенно общий энерговклад. Первичное отделение лёгкой H2O лучше делать одним из эффективных методов в многоступенчатом варианте. 


[ Ответить на это ]


Re: Вакуумное разделение молекул воды по изотопам водорода (Всего: 0)
от Гость на 19/04/2021
  • Виталий, насчёт предполагаемого горизонтального аппарата. 
  • Первый вопрос. Для чего нужен дополнительно форвакуум для форвакуумного насоса elmo? Он и так отлично работает в режиме компрессора. Как таковой вакуум не нужен - с точки зрения вакуумной техники процесс происходит не в вакууме, а при пониженном давлении.
  • Вакуум начинается там, где молекула может пролететь от стенки до стенки, не сталкиваясь с другими молекулами.
  • Насчёт трития. В НИИАР все реакторы нарабатывают Тритий, и эта проблема многократно выносилась на публику на конференциях. Присоединяйся к диспутам, японцы и без нас разберутся. 
  • Много тритием занимался Д.А. Рыбин и Ю.А. Кабанов, когда изучали выбросы трития из ТВЭЛ и СУЗ БОР-60.
  • Дементий Башкиров 


[ Ответить на это ]


Re: Вакуумное разделение молекул воды по изотопам водорода (Всего: 0)
от Гость на 19/04/2021
• Виталий, насчёт предполагаемого горизонтального аппарата. • Первый вопрос. Для чего нужен дополнительно форвакуум для форвакуумного насоса elmo? Он и так отлично работает в режиме компрессора. Как таковой вакуум не нужен - с точки зрения вакуумной техники процесс происходит не в вакууме, а при пониженном давлении.• Вакуум начинается там, где молекула может пролететь от стенки до стенки, не сталкиваясь с другими молекулами.• Насчёт трития. В НИИАР все реакторы нарабатывают Тритий, и эта проблема многократно выносилась на публику на конференциях. Присоединяйся к диспутам, японцы и без нас разберутся. • Много тритием занимался Д.А. Рыбин и Ю.А. Кабанов, когда изучали выбросы трития из ТВЭЛ и СУЗ БОР-60.• Дементий Башкиров 
  • Для нормальной работы Установки при заданных параметрах (производительность по откачиваемому пару 48 кг/ч) требуется поддержание разряжения (не вакуума) 600-700 Па и объемный расход на уровне 9000 м3/час, а каким насосом это будет обеспечено - совершенно не важно.  Насос приведен лишь для примера, что такое форвакуумное оборудование действительно есть.
  • Ситуация с тритием в НИИАР и на Фукусиме различаются коренным образом. Количество выбросов  трития в НИИАР многократно меньше допустимых значений – практически следовые концентрации, которые тяжело отследить, чего никак не скажешь о количестве трития в накопленной воде на Фукусиме.  

С уважением, В.Узиков


[
Ответить на это ]


Re: Вакуумное разделение молекул воды по изотопам водорода (Всего: 0)
от Гость на 19/04/2021
  • В 2010-2011 Прорыв создавал в НИИАР "установку по регенерации В4С", и санврачи вынесли нам мозги проблемой трития на рабочих местах.
  • Реакция 10В + n= 2He +Т даёт в разы больше трития, чем выход при деления на три осколка.
  • Ожидали, что Прорыв загадит тритием всю пром площадку. 
  • Но вопрос решился благополучно для нас. Весь Тритий покидал СУЗ прямо во время работы БОР-60, и ничего в отработанных СУЗ не нашли. Так что ответственность за выбросы с нас была снята.
  • Вопрос превышения ПДВ лежит не только в количестве выброса, но и в допустимом пределе, а также наличия/отсутствия системы контроля. Сравни допустимые пределы в Фу и НИИАР.
  • Образец радиохимического мастерства - это Франция. Её заводы всегда ставили нам в пример. Переработано ОЯТ в 50 раз больше, чем есть в Фу. Куда сливают Тритий?
  • Разбавляют до low-low и отправляют с Гольфстримом в Северный Ледовитый.
  • Фу более 90% трития уже сбросила в Пасифик. Теперь больше игра на публику, чем реальные решения. Время принятия решений упущено более 10 лет назад.
  • Сегодня совершенный законный способ выброса Трития - разбавление до разрешенного предела, действующего на данной территории или акватории. Это на 4-6  порядков дешевле, чем радиохимия.
  • В случае радиационной аварии с Тритием с превышение ПДВ - кратковременные ограничения природопользования. Океан сам все разбавит до безопасного уровня. 
  • Напоминаю, что обращение с РВ, в том числе с Т, есть предмет радиохимии. 
  • Мне очень приятно, что ты стал вникать в проблемы радиохимии, и особенно приятно, что копаешься в самой большой проблеме радиохимии - обращении с ОЯТ. С удовольствием прочитал твой обзор по разделению изотопов водорода. Свежий взгляд всегда интересен.
  • Дементий Башкиров 


[ Ответить на это ]


Re: Вакуумное разделение молекул воды по изотопам водорода (Всего: 0)
от Гость на 19/04/2021
Спасибо, Сергей! С уважением, Витилий


[
Ответить на это ]


Re: Вакуумное разделение молекул воды по изотопам водорода (Всего: 0)
от Гость на 19/04/2021
Кстати,Сергей, горизонтальный тепло- массообменный аппарат с колцевыми насадками и установка по вакуумному разделению воды по изтопам - патентуются... С уважением, В Узиков


[
Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.09 секунды
Рейтинг@Mail.ru