Lithium isotopes tau dav siv tsis yog hauv kev lag luam nuclear xwb, tab sis kuj tseem tsim cov roj teeb rov qab. Muaj ob peb hom ntawm lawv, ob ntawm cov uas muaj nyob rau hauv cov xwm. Nuclear cov tshuaj tiv thaiv nrog isotopes yog nrog los ntawm kev tso tawm cov hluav taws xob ntau, uas yog ib qho kev cog lus hauv kev lag luam hluav taws xob.
Definition
Isotopes ntawm lithium yog ntau yam ntawm cov atoms ntawm cov khoom siv tshuaj. Lawv sib txawv ntawm ib leeg nyob rau hauv tus naj npawb ntawm neutrally charged elementary hais (neutrons). Niaj hnub nimno science paub 9 xws li isotopes, xya ntawm uas yog dag, nrog atomic masses ntawm 4 mus rau 12.
Ntawm no, qhov ruaj khov tshaj plaws yog 8 Li. Nws ib nrab-lub neej yog 0.8403 vib nas this. 2 hom nuclear isomeric nuclides (atomic nuclei uas txawv tsis tsuas yog cov neutrons xwb, tab sis kuj protons) kuj tau txheeb xyuas - 10m1 Li thiab 10m2 Li. Lawv txawv ntawm cov qauv ntawm atoms hauv qhov chaw thiab hauv cov khoom.
Nyob hauv ntuj
Nyob rau hauv tej yam ntuj tso, tsuas muaj 2 ruaj khov isotopes - nrog ib tug loj ntawm 6 thiab 7 units a. noj(6Li, 7Li). Feem ntau ntawm cov no yog qhov thib ob isotope ntawm lithium. Lithium nyob rau hauv Mendeleev lub periodic system muaj serial tooj 3, thiab nws loj loj naj npawb yog 7 a.u. e. m. Lub caij no tsis tshua muaj nyob hauv lub ntiaj teb crust. Nws extraction thiab ua yog kim.
Cov khoom siv tseem ceeb rau kev tau txais cov roj ntsha lithium yog nws cov carbonate (lossis lithium carbonate), uas tau hloov mus rau hauv cov tshuaj chloride, thiab tom qab ntawd electrolyzed hauv kev sib xyaw nrog KCl lossis BaCl. Carbonate yog cais los ntawm tej yam ntuj tso khoom (lepidolite, spodumene pyroxene) los ntawm sintering nrog CaO los yog CaCO3.
Hauv cov qauv, qhov piv ntawm lithium isotopes tuaj yeem sib txawv heev. Qhov no tshwm sim los ntawm qhov tshwm sim ntawm natural or artificial fractionation. Qhov tseeb no tau muab coj los rau hauv tus account thaum ua qhov kev sim ua kom raug.
Ntse
Lithium isotopes 6 Li thiab 7 Li txawv hauv cov khoom siv nuclear: qhov tshwm sim ntawm kev sib cuam tshuam ntawm cov ntsiab lus ntawm cov atomic nucleus thiab cov tshuaj tiv thaiv cov khoom. Yog li ntawd, lawv cov peev txheej kuj txawv.
Thaum lub lithium isotope 6 Li tau tawg nrog qeeb neutrons, superheavy hydrogen (tritium) yog tsim. Hauv qhov no, alpha hais yog cais tawm thiab helium yog tsim. Cov khoom yog ejected nyob rau hauv opposite lus qhia. Cov tshuaj tiv thaiv nuclear no tau pom hauv daim duab hauv qab no.
Cov cuab yeej no ntawm isotope yog siv los ua lwm txoj hauv kev los hloov tritium hauv fusion reactors thiab foob pob, vim tias tritium yog tus cwj pwm me dua.stability.
Lithium isotope 7 Li hauv cov ntaub ntawv muaj cov cua kub tshwj xeeb thiab tsis tshua muaj hluav taws xob zoo hla ntu. Nyob rau hauv ib qho kev alloy nrog sodium, cesium thiab beryllium fluoride, nws yog siv los ua ib tug coolant, nrog rau cov kuab tshuaj rau U thiab Th fluorides nyob rau hauv cov kua- ntsev nuclear reactors.
Core layout
Cov kev npaj ntau tshaj plaws ntawm lithium atoms hauv cov xwm txheej suav nrog 3 protons thiab 4 neutrons. Tus so muaj 3 yam li ntawd. Kev teeb tsa ntawm lub nuclei ntawm lithium isotopes yog qhia hauv daim duab hauv qab no (a thiab b, raws li).
Txhawm rau tsim cov nucleus ntawm Li atom los ntawm lub nucleus ntawm helium atom, nws yog qhov tsim nyog thiab txaus kom ntxiv 1 proton thiab 1 neutron. Cov khoom no txuas lawv lub zog sib nqus. Neutrons muaj ib tug complex magnetic teb, uas muaj 4 ncej, yog li nyob rau hauv daim duab rau thawj isotope, qhov nruab nrab neutron muaj peb occupied hu thiab ib tug muaj peev xwm dawb.
Qhov tsawg kawg nkaus khi lub zog ntawm lithium isotope 7 Li yuav tsum tau faib cov ntsiab lus ntawm nucleus rau hauv nucleons yog 37.9 MeV. Nws raug txiav txim los ntawm txoj kev suav hauv qab no.
Hauv cov qauv no, qhov sib txawv thiab qhov tsis tu ncua muaj lub ntsiab lus hauv qab no:
- n – tus naj npawb ntawm neutrons;
- m – neutron mass;
- p - tus naj npawb ntawm protons;
- dM yog qhov sib txawv ntawm qhov loj ntawm cov khoom uas tsim cov nucleus thiab qhov loj ntawm nucleus ntawm lithium isotope;
- 931 meV yog lub zog sib raug rau 1 a.u. e.m.
Nucleartransformations
Isotopes ntawm lub caij no tuaj yeem muaj txog li 5 ntxiv neutrons hauv lub nucleus. Txawm li cas los xij, lub neej ntawm hom lithium no tsis pub dhau ob peb milliseconds. Thaum ib tug proton raug ntes, lub isotope 6 Li tig mus rau 7 Be, uas tom qab ntawd lwj mus rau hauv alpha particle thiab helium isotope 3He. Thaum cov neeg deuteron raug foob pob, 8 rov tshwm sim. Thaum ib tug deuteron raug ntes los ntawm lub nucleus 7 Li, lub nucleus tau txais 9 Be, uas tam sim ntawd decays rau hauv 2 alpha hais thiab ib tug neutron.
Raws li kev sim qhia, thaum foob pob lithium isotopes, muaj ntau yam kev tawm tsam nuclear tuaj yeem pom. Qhov no tso tawm ntau lub zog.
Tau txais
Lithium isotope sib cais tuaj yeem ua tau ntau txoj hauv kev. Cov feem ntau yog:
- Kev sib cais hauv chav dej. Ua li no, lub diaphragm yog muab tso rau hauv lub cylindrical hlab ntsha raws nws axis. Qhov sib xyaw gaseous ntawm isotopes yog pub rau lub zog pab. Qee cov molecules enriched nyob rau hauv lub teeb isotope accumulate nyob rau sab laug ntawm lub apparatus. Qhov no yog vim lub fact tias lub teeb molecules muaj tus nqi siab ntawm diffusion los ntawm lub diaphragm. Lawv raug tso tawm ua ke nrog cov dej ntws los ntawm lub taub hau saum toj kawg nkaus.
- txheej txheem Thermodiffusion. Hauv cov cuab yeej no, ib yam li yav dhau los, cov cuab yeej ntawm kev sib txawv ntawm qhov sib txawv ntawm kev txav molecules yog siv. Cov txheej txheem sib cais yuav tshwm sim nyob rau hauv txhua kab uas cov phab ntsa txias. Nyob rau hauv lawv, ib tug liab-kub hlau yog stretched nyob rau hauv nruab nrab. Raws li qhov tshwm sim ntawm ntuj convection, 2 ntws tshwm sim - qhov sov so txav musxaim mus, thiab txias - raws phab ntsa. Lub teeb isotopes tau sau thiab tshem tawm nyob rau sab saud, thiab cov isotopes hnyav nyob rau sab qis.
- Gas centrifugation. Ib qho kev sib xyaw ntawm isotopes yog khiav hauv lub centrifuge, uas yog lub tog raj kheej nyias-walled rotating ntawm kev kub ceev. Heaver isotopes yog pov los ntawm lub zog centrifugal tawm tsam phab ntsa ntawm lub centrifuge. Vim yog lub zog ntawm chav, lawv nqa mus, thiab lub teeb isotopes los ntawm qhov nruab nrab ntawm lub cuab yeej - nce.
- Tshuaj. Cov tshuaj tiv thaiv tshuaj tshwm sim hauv 2 reagents uas nyob rau hauv cov theem sib txawv, uas ua rau nws muaj peev xwm cais cov isotope ntws. Muaj ntau hom kev siv tshuab no, thaum qee cov isotopes raug ionized los ntawm lub laser thiab tom qab ntawd sib cais los ntawm cov hlau nplaum.
- Electrolysis ntawm chloride ntsev. Txoj kev no yog siv rau lithium isotopes nkaus xwb hauv chav kuaj.
Daim ntawv thov
Xyaum txhua daim ntawv thov ntawm lithium yog txuam nrog nws cov isotopes. Ib qho kev hloov pauv ntawm lub caij nrog tus lej loj ntawm 6 yog siv rau cov laj thawj hauv qab no:
- raws li qhov chaw ntawm tritium (nuclear roj hauv reactors);
- rau kev lag luam synthesis ntawm tritium isotopes;
- rau ua riam phom thermonuclear.
Isotope 7Li yog siv hauv qab no:
- rau kev tsim cov roj teeb rov qab;
- hauv tshuaj - rau kev tsim cov tshuaj tiv thaiv kev ntxhov siab thiab tranquilizers;
- nyob rau hauv reactors: raws li ib tug coolant, kom tswj cov kev khiav dej num ntawm dejfais fab reactors ntawm nuclear fais fab nroj tsuag, los ntxuav lub coolant nyob rau hauv lub demineralizers ntawm thawj circuits ntawm nuclear reactors.
Cov peev txheej ntawm lithium isotopes tau dav dua. Hauv qhov no, ib qho ntawm cov teeb meem tseem ceeb ntawm kev lag luam yog kom tau txais cov khoom muaj txiaj ntsig siab, suav nrog cov khoom lag luam mono-isotopic.
Hauv xyoo 2011, kev tsim cov roj teeb tritium kuj tau pib, uas tau txais los ntawm irradiating lithium nrog lithium isotopes. Lawv yog siv rau qhov uas tsis tshua muaj tam sim no thiab lub neej ua haujlwm ntev yuav tsum tau (pacemakers thiab lwm yam implants, downhole sensors thiab lwm yam khoom siv). Lub neej ib nrab ntawm tritium, thiab yog li lub neej ntawm lub roj teeb, yog 12 xyoo.
