Pemisahan isotop stabil

Metode yang ada untuk pemisahan isotop tipe stabil didasarkan pada perbedaan yang ditemukan pada massa masing-masing isotop, terkadang cukup sederhana, tetapi di lain waktu, metode tersebut hanya didasarkan pada perbedaan massa pada frekuensi getaran molekul isotop, yang membuat pemisahan lebih rumit.

Pengurangan yang agak penting dari teori valensi mekanika kuantum adalah bahwa molekul memiliki energi sisa tertentu atau juga dikenal sebagai energi titik nol, yang dilambangkan dengan huruf Eo. Untuk molekul tipe diatomik, Eo untuk setiap mol diberikan dengan rumus:

Eo = N A. h. o ; dari mana NA mengacu pada konstanta Avogadro, h adalah konstanta Planck, dan, adalah frekuensi getaran. Ini terkait erat dengan massa tereduksi, atau, yang berasal dari = ma. mb / m ke + mb; dari mana ma dan mb mengacu pada massa dua atom yang membentuk molekul diatomik. Kita juga harus memperhitungkan gaya, yang direpresentasikan dalam rumus dengan huruf k; dengan demikian kita sampai pada rumus:

o = 1/2 k /

Pengaruh substitusi isotop pada konstanta gaya praktis dapat diabaikan, sehingga frekuensi getaran isotop, dan oleh karena itu juga energi titik nolnya, dikatakan berbeda. Ekspresi massa tereduksi mengajarkan kita bahwa efeknya maksimum untuk unsur ringan, tetapi bagaimanapun, telah dimungkinkan untuk menunjukkan bahwa dalam kasus isotop uranium 235 dan 238, ini dapat dipisahkan melalui eksitasi selektif dan dekomposisi. UF6 (235), dalam sinar laser.

Isotop dapat dipisahkan dengan berbagai teknik, salah satunya adalah spektrograf massa . Instrumen ini digunakan berdasarkan instrumen yang digunakan oleh JJThomson, dan FW Aston, ketika pemisahan isotop pertama dilakukan. Dalam teknik ini, digunakan fakta bahwa partikel-partikel yang memiliki perbandingan massa/muatan berbeda bergerak secara berbeda ketika dikenai pengaruh medan, baik listrik maupun magnet. Zat jenis yang mudah menguap, ketika berada pada tekanan rendah adalah ionik oleh aksi berkas elektron, dan dengan demikian, ion muatan positif (ze) dan massa (m), dipercepat melalui beda potensial, (V), sampai mencapai kecepatan (v). Dengan demikian kita sampai pada persamaan berikut:

mv ^ 2 = Vze

Dalam hal penerapan medan magnet yang seragam dalam hal kerapatan fluks (B), dalam arah yang tegak lurus dengan jalur yang dilalui ion, masing-masing elektron kemudian akan bergerak dalam lingkaran, dengan jari-jari (r) sedemikian rupa sehingga gaya sentrifugal melawan gaya yang diterapkan oleh medan, sehingga kita sampai pada:

mv ^ 2 / r = Bzev; jika kita lanjutkan ke eliminasi v; kita peroleh: m / ze = B ^ 2 r ^ 2 / 2V
Jika V dan B konstan, ion-ion yang memiliki nilai ze yang sama dapat dipisahkan menjadi fraksi massa yang berbeda. Ketika metode ini digunakan untuk pemisahan isotop, fraksi-fraksi ini harus dikumpulkan secara terpisah. Jadi, dengan operasi sederhana pemisahan lengkap dilakukan, dan ini telah menjadi metode yang digunakan untuk memisahkan isotop uranium yang disebutkan sebelumnya, dalam bentuk heksafluorida yang mudah menguap (harus disebutkan bahwa fluor hanya memiliki satu isotop alami).

Spektrograf massa, bagaimanapun, tidak layak secara ekonomi, sejauh pemisahan isotop yang bersangkutan, ketika mereka berada di bawah kondisi normal, itulah sebabnya, saat ini, spektrograf massa digunakan untuk penyelidikan struktur, atau untuk analisis isotop. Spektrometri massa juga digunakan untuk identifikasi spesies.

Scroll to Top