164547. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés gázkeverékeknek az alkotók molekula- vagy atomsúlya szerinti frakciókra való szétválasztására
13 164547 14 III. táblázat Ciklon jellegű szétválasztó Mjeömlés Hg mm °magkiömlés Hg mm "(csúcs) kiömlőnyílás Hg mm Mol C02% Áramlási sebesség Szétválasztási tényező Árameloszlási tényező Gázbeömlő 90.0 15.0 13.0 8.67 0.51 0.0572 0.520 nyílások száma 3 90.0 15.0 15.0 8.67 0.51 0.0567 0.513 90.0 15.0 17.0 8.67 0.50 0.0565 0.514 Beömlővégen 90.0 15.0 19.0 8.67 0.50 0.0554 0.498 levő kiömlőnyílás 90.0 15.0 21.0 8.67 0.50 0.0541 0.487 átmérője (mm) 1.0 (Csúcs) kiömlő90.0 18.0 16.0 8.67 0.50 0.0552 0.535 nyílás átmérője 90.0 18.0 18.0 8.67 0.50 0.0548 0.526 (mm) 1.0 90.0 18.0 20.0 8.67 0.50 0.0530 0.511 90.0 18.0 22.0 8.67 0.50 0.0519, 0.491 90.0 18.0 24.0 8.67 0.50 0.0515 0.471 90.0 22.0 20.0 8.67 0.50 0.0504 0.566 90.0 22.0 22.0 8.67 0.50 0.0503 0.554 90.0 22.0 24.0 8.67 0.50 0.0511 0.525 90.0 22.0 26.0 8.67 0.49 0.0486 0.481 90.0 25.0 23.0 8.67 0.49 0.0457 0.598 90.0 25.0 25.0 8.67 0.49 0.0460 0.573 90.0 25.0 27.0 8.67 0.49 0.0455 0.542 90.0 25.0 29.0 8.67 0.48 0.0438 0.489 A szétválasztási tényező az xkiömlővég —x mag xbeömlővég(l — XbeőmlővégJ 35 képlettel határozható meg, amelynél x a gázban levő mól frakció, ebben az esetben a széndioxid frakciója. Minél nagyobb a szétválasztási tányező, 40 annál hatásosabb a szétválasztás. Az áram-eloszlási . tényező a kiömlővéget elhagyó, beáramló gáz mólos áramló frakciójaként határozható meg. Az adatokból kitűnik, hogy jó szétválasztást kaptunk. A találmány szerinti berendezés ciklonjai a 45 gázkeverékeknek alkotók molekulasúlya vagy atomsúlya szerinti frakciókra való szétválasztására jól használható. Ilyen módon lehetséges az is, hogy különböző elemek gáz alakban levő izotópjait gőzből kiválasszuk, amelyeket a kiválasztás 50 után úgy lehet kezelni, hogy az elemet bármilyen kívánt alakban, például tiszta fém alakjában kapjuk. így például lehetséges U 235-nek urán-hexafluorid keverékében levő U 238-tól való szétálasztása is. 55 2. példa: Az U 235 izotópot urán-hexafluorid gázban levő U 238-tól a következő módon választottuk 60 el. A berendezés egy sorban elhelyezett 310 fokozatból volt összetéve, amelynek elrendezése a 3. ábrán látható vázlatnak megfelelő volt. Mindegyik szétválasztó kamra átmérője a beömlő- 65 végnél 2 mm volt, a magrészhez tartozó kiömlőnyílás és a kiömlővég átmérője pedig 1,0 mm volt. A szétválasztó kamrákat az 1. és 2. ábrákon látható módon kúposra alakítottuk ki és hosszukat 10 mm-re választottuk. A beömlő gázkeverék nyomása 90 higanymiluméter, a magrészben és a kiömlővégen kiáramló gázban levő nyomás pedig 15 higanyamilliméter volt. A nyomásesési viszony 4 volt. A gáz a hang sebességének megfelelő sebességgel áramlott a szétválasztó kamrába. Az első ciklon jellegű szétválasztó fokozatba vezetett gázkeverék 99,3% U 238-at és 0,7% U 235-öt tartalmazott. A sorozat mindegyik ciklon fokozatánál a magrész U 235 tartalma nőtt, dúsúlt. A magrészhez tartozó ciklonok közül a betáplálási fokozattól számítva a 250-ik ciklon fokozatból kiáramló gáz U 235 tartalma 3%-ra dúsúlt, és az a gáz, amelyet a ciklonok kiömlővég-sorozatából kaptuk, tartalmazta majdnem az ossz U 238 mennyiséget. E gázban U 235-ből nagyon kis mennyiség, 0,2% volt. A találmány szerinti szétválasztó berendezés ciklonjai gáz kromatográfiai tömegspektográf rendszerekben molekula szétválasztó fokozatként is használhatók. Ilyen rendszerek két fizikokémiai módszert kombinálnak, amelynek során a találmány szerinti molekula szétválasztó kulcsfeladatot végez. A gáz kromatográfia nagyon hatásos technológiai eljárás eléggé illékony és hőstabil szerves vegyületek alkotóinak szétválasztására, a tömeg spektrometria pedig egyedülálló módszer ezeknek az alkotóknak azonosítására. A gáz 7
