Применение магнитного изотопного эффекта для разделения изотопов урана - Статья

Исследовано влияние магнитного изотопногоэффекта на реакции радикальных пар, содержащих радикал-ион UO22 , что в дальнейшем может быть использовано в новом способе разделения изотопов урана в химических реакциях. В различных отраслях человеческой деятельности находят применение моноизотопные или обогащенные одним изотопом препараты. Наибольший практический интерес представляет плеяда изотопов урана, и именно для урана, являющегося основным компонентом ядерного топлива, остро стоит проблема очистки от четных изотопов 232U, 234U, 236U, 238U. Для изотопов урана 235U и 238U масс-зависимые методы изотопного разделения (центрифугирование, диффузия, аэродинамические сопла и т. п.) в настоящее время хорошо разработаны и позволяют достичь требуемых результатов. В этой статье авторы останавливаются на исследовании влияния масс-независимого магнитного изотопного эффекта (МИЭ) на реакции радикальных пар, содержащих радикал-ионы с тяжелым радикалом UO2 , что в дальнейшем может быть использовано при решении практических задач - разработке новых способов разделения изотопов урана в химических реакциях за счет различия магнитных свойств изотопов.Одной из приоритетных задач, изучаемых ядерной химией, является исследование взаимосвязи между изменением структуры электронных оболочек атомов или молекул, с одной стороны, и различиями в фундаментальных свойствах четных и нечетных ядер изотопов, с другой. За последние 10 лет авторами были изучены особенности поведения плеяд изотопов H, C, Mg, Fe в биосистемах, что, совместно с изучением большого массива литературных данных об изотопах N, O, Zn, Hg, позволило установить различия в поведении изотопов этих элементов [5]. Эти различия, предположительно, связаны с четностью ядер изотопов, что обуславливает необходимость применения более строгого подхода к моделированию процессов фракционирования изотопов разной четности одного и того же элемента, т. к. данные, полученные для изотопов одной четности, могут оказаться нерепрезентативными для изотопов другой четности. Таким образом, существующее на сегодняшний день положение об идентичности физических и химических свойств изотопов, согласно которому радиоактивные изотопы химического элемента ведут себя аналогично его стабильным изотопам, требует уточнения, Ядерна енергетика та довкілля, № 2 (4), 2014 63 а именно: радиоактивные изотопы одной четности ведут себя аналогично стабильным изотопам этой же четности [6]. Разделение изотопов урана в спин-селективных реакциях на основании МИЭ в течение более тридцати лет является актуальной задачей, при этом особый интерес представляет изотоп 235U.Проведенные нами исследования показали, что фракционирование изотопов урана с помощью МИЭ возможнокакдляобогащенных, таки дляобедненных делящимся ураном-235 образцов. Использование фракционирования изотопов урана с помощью МИЭ при дальнейшем его изучении и разработке соответствующих технологий может стать перспективным методом для получения ядерного топлива из накопившихся отходов, что будет способствовать уменьшению как объема накопленных отходов, так и экономических затрат на их захоронение. Большинство естественных и искусственных долгоживущих изотопов урана, содержащихся в отработанном ядерном топливе, представлены четными изотопами (уран-232, 234, 236), которые ухудшают энергетические характеристики ядерного топлива.