Муқаддима
Об, пайвастагие, ки аз ду атоми гидроген ва як атоми оксиген (H2O) иборат аст, як моддаи асосиест, ки барои ҳаёт дар рӯи замин муҳим аст. Аммо, мисли бисёр моддаҳо, об метавонад дар шаклҳои гуногуни изотопӣ мавҷуд бошад. Яке аз чунин шаклҳо ҳамчун оби вазнин ё оксиди дейтерий (D2O) маълум аст, ки дорои изотопи гидроген бо номи дейтерий мебошад. Гарчанде ки ҳарду H2O ва D2O хосиятҳои якхела доранд, ҳолатҳое ҳастанд, ки ҷудо кардани ин изотопҳо зарур аст. Дар ин мақола мо мефаҳмем, ки оё H2O аз D2O бо истифода аз центрифуга, дастгоҳе, ки маъмулан дар соҳаҳои гуногуни илм ва саноат истифода мешавад, ҷудо кардан мумкин аст.
Изотопҳо ва аҳамияти онҳо дар об
Пеш аз он ки ба мавзӯи мавриди баррасӣ қарор гиред, биёед аввал бифаҳмем, ки изотопҳо чист ва алоқамандии онҳо ба об. Изотопҳо атомҳои як элемент мебошанд, ки дар ядрои онҳо миқдори гуногуни нейтронҳо доранд, ки ба тағирёбии массаи атом оварда мерасонанд. Масалан, шакли маъмултарини гидроген як протон дорад ва нейтрон надорад, дар ҳоле ки дейтерий ба ғайр аз протон як нейтрон дорад. Тағйирёбии масса, ки дар натиҷаи мавҷудияти изотопҳои гуногун ба вуҷуд омадааст, метавонад ба хосиятҳои физикӣ ва химиявии моддаҳо, аз ҷумла об таъсир расонад.
Хусусиятҳои H2O ва D2O
Дар рӯи замин, байни оби муқаррарӣ (H2O) ва оби вазнин (D2O) фарқияти ночиз вуҷуд дорад. Ҳарду хосиятҳои шабеҳро ба монанди нуқтаи ҷӯшон, зичӣ ва нуқтаи яхкунӣ нишон медиҳанд, ки ҷудо кардани ин дуро бо истифода аз усулҳои анъанавӣ душвор мегардонад. Бо вуҷуди ин, олимон усулҳои махсуси ҷудо кардани изотопҳои махсуси обро барои барномаҳои гуногун таҳия кардаанд.
Нақши центрифуга дар ҷудокунии изотопҳо
Центрифугатсия равандест, ки метавонад моддаҳоро аз рӯи фарқияти зичии онҳо ҷудо кунад. Он чарх задани омехтаро бо суръати баланд дар бар мегирад, ки зарраҳои зиччи бештар ба периферия ҳаракат мекунанд, дар ҳоле ки зарраҳои сабуктар ба марказ наздиктар мемонанд. Ин принцип барои бисьёр чудокунии лабораторй ва саноатй асос мебошад.
Центрифугакунӣ барои ҷудо кардани изотопҳои об
Гарчанде ки центрифугакунӣ як усули ба таври васеъ истифодашавандаи ҷудокунӣ аст, он ҳангоми ҷудо кардани изотопҳои об мушкилот пеш меорад. Баръакси бисёр пайвастагиҳои дигар, фарқияти масса байни H2O ва D2O ҳадди аққал аст, ки ба даст овардани ҷудошавии самаранок тавассути усулҳои анъанавии центрифугакунӣ душвор аст. Бо вуҷуди ин, пешрафтҳо дар технологияи центрифугавӣ имкониятҳоро барои ноил шудан ба ҷудошавии изотопӣ боз карданд.
Навтарин пешрафтҳо дар ҷудокунии изотопҳои марказӣ аз об
Тадқиқотҳои охирин равишҳои навро барои ҷудо кардани изотопҳои об бо истифода аз усулҳои пешрафтаи центрифугасозӣ омӯхтанд. Яке аз чунин усулҳо истифодаи ултрацентрифугаҳоро дар бар мегирад, ки бо суръати бениҳоят баланди гардиш кор мекунанд ва қувваҳои азими марказгурезро тавлид мекунанд. Ин қувваҳо метавонанд фарқиятҳои ночизро дар суръати таҳшиншавии H2O ва D2O ба вуҷуд оранд, ки эҳтимолан барои ҷудошавӣ имкон медиҳанд.
Хулоса
Ҷудокунии H2O ва D2O аз сабаби хосиятҳои физикии шабеҳи онҳо мушкилоти ҷиддӣ боқӣ мемонад. Гарчанде ки усулҳои анъанавии центрифугакунӣ барои ҷудокунии муассир кофӣ нестанд, пешрафтҳои охирин дар технологияи ултрацентрифугакунӣ имкониятҳои умедбахшро пешниҳод мекунанд. Тадқиқот ва коркардҳои минбаъда дар ин соҳа метавонад ба пешрафтҳо дар ҷудокунии самарабахши изотопҳои об оварда расонад, ки ба истифодаи мушаххаси онҳо дар соҳаҳои гуногун, аз ҷумла энергетикаи атомӣ, дорусозӣ ва тадқиқоти илмӣ имкон медиҳад.
.