ሊቲየም አይሶቶፖች በኒውክሌር ኢንዱስትሪ ውስጥ ብቻ ሳይሆን በሚሞሉ ባትሪዎች ማምረት ላይም በስፋት ጥቅም ላይ ይውላሉ። በርካታ ዓይነቶች አሉ, ከእነዚህ ውስጥ ሁለቱ በተፈጥሮ ውስጥ ይገኛሉ. ከአይዞቶፕ ጋር የሚደረጉ የኑክሌር ምላሾች ከፍተኛ መጠን ያለው ጨረሮች ሲለቀቁ በኃይል ኢንደስትሪ ውስጥ ተስፋ ሰጭ አቅጣጫ ነው።
ፍቺ
የሊቲየም ኢሶቶፕስ የአንድ የተወሰነ የኬሚካል ንጥረ ነገር አተሞች ዓይነቶች ናቸው። በገለልተኝነት የተሞሉ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች (ኒውትሮን) እርስ በርስ ይለያያሉ. ዘመናዊ ሳይንስ 9 አይዞቶፖችን ያውቃል ከነዚህም ውስጥ ሰባቱ አርቲፊሻል ናቸው፣ አቶሚክ ብዛት ከ4 እስከ 12።
ከእነዚህ ውስጥ በጣም የተረጋጋው 8ሊ ነው። የግማሽ ህይወቱ 0.8403 ሰከንድ ነው። 2 ዓይነት የኑክሌር ኢሶሜሪክ ኑክሊዶች (አቶሚክ ኒውክሊየስ በኒውትሮን ብዛት ብቻ ሳይሆን ፕሮቶንም ጭምር) ተለይተዋል - 10m1Li እና 10m2 ሊ። በህዋ ውስጥ እና በንብረቶቹ ውስጥ ባሉ አቶሞች መዋቅር ይለያያሉ።
በተፈጥሮ ውስጥ መሆን
በተፈጥሮ ሁኔታዎች ውስጥ 2 የተረጋጋ አይሶቶፖች ብቻ አሉ - ብዛት ያላቸው 6 እና 7 ክፍሎች ሀ. ብላ(6ሊ፣ 7ሊ)። ከእነዚህ ውስጥ በጣም የተለመደው ሁለተኛው የሊቲየም ኢሶቶፕ ነው. በ Mendeleev ወቅታዊ ስርዓት ውስጥ ሊቲየም ተከታታይ ቁጥር 3 አለው, እና ዋናው የጅምላ ቁጥሩ 7 አ.ዩ ነው. ሠ. ይህ ንጥረ ነገር በምድር ቅርፊት ውስጥ በጣም አልፎ አልፎ ነው. አወጣጡ እና አሰራሩ ውድ ነው።
የብረታ ብረት ሊቲየም ለማግኘት ዋናው ጥሬ ዕቃው ካርቦኔት (ወይንም ሊቲየም ካርቦኔት) ወደ ክሎራይድ ተቀይሮ ከኬሲኤል ወይም ከ BaCl ጋር ተቀላቅሎ ኤሌክትሮላይዝድ ነው። ካርቦኔት ከ CaO ወይም CaCO3. ጋር በማጣመር ከተፈጥሮ ቁሶች (ሌፒዶላይት፣ ስፖዱሜኔ ፓይሮክሴን) ተለይቷል።
በናሙናዎች ውስጥ የሊቲየም አይሶቶፖች ሬሾ በጣም ሊለያይ ይችላል። ይህ የሚከሰተው በተፈጥሮ ወይም በአርቴፊሻል ክፍልፋይ ምክንያት ነው. ይህ እውነታ ትክክለኛ የላብራቶሪ ሙከራዎችን ሲያካሂድ ግምት ውስጥ ይገባል።
ባህሪዎች
Lithium isotopes 6Li እና 7ሊ በኑክሌር ንብረቶች ይለያያሉ፡ የአቶሚክ አስኳል የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች መስተጋብር እና ምላሽ ምርቶች. ስለዚህ፣ ስፋታቸው እንዲሁ የተለየ ነው።
ሊቲየም ኢሶቶፕ 6ሊ በዝግታ በኒውትሮን ሲደበደብ፣ከባድ ሃይድሮጂን (ትሪቲየም) ይመረታል። በዚህ ሁኔታ, የአልፋ ቅንጣቶች ተከፍለው ሂሊየም ይፈጠራሉ. ቅንጣቶች በተቃራኒ አቅጣጫዎች ይወጣሉ. ይህ የኒውክሌር ምላሽ ከታች ባለው ስእል ላይ ይታያል።
ይህ የኢሶቶፕ ንብረት ትሪቲየምን በ ፊውዥን ሪአክተሮች እና ቦምቦች ለመተካት እንደ አማራጭ ጥቅም ላይ ይውላል፣ ምክንያቱም ትሪቲየም በትንሽ መጠን ስለሚታወቅመረጋጋት።
Lithium isotope 7ሊ በፈሳሽ መልክ ከፍተኛ የሆነ ሙቀት እና አነስተኛ የኒውክሌር ውጤታማ መስቀለኛ ክፍል አለው። ከሶዲየም፣ ሲሲየም እና ቤሪሊየም ፍሎራይድ ጋር ባለው ቅይጥ ውስጥ፣ እንደ ማቀዝቀዣ፣ እንዲሁም ለ U እና Th fluorides በፈሳሽ-ጨው የኒውክሌር ማመንጫዎች ውስጥ መሟሟት ያገለግላል።
የዋና አቀማመጥ
በተፈጥሮ ውስጥ በጣም የተለመደው የሊቲየም አተሞች ዝግጅት 3 ፕሮቶን እና 4 ኒውትሮን ያካትታል። የተቀሩት 3 እንዲህ ዓይነት ቅንጣቶች አሏቸው. የሊቲየም ኢሶቶፕስ ኒውክሊየስ አቀማመጥ ከታች ባለው ስእል (a እና b በቅደም ተከተል) ይታያል።
ከሄሊየም አቶም አስኳል የሊ አቶም አስኳል ለመመስረት 1 ፕሮቶን እና 1 ኒውትሮን መጨመር አስፈላጊ እና በቂ ነው። እነዚህ ቅንጣቶች መግነጢሳዊ ኃይሎቻቸውን ያገናኛሉ. ኒውትሮን ውስብስብ የሆነ መግነጢሳዊ መስክ አለው፣ እሱም 4 ምሰሶዎችን ያቀፈ ነው፣ ስለዚህ በሥዕሉ ላይ ለመጀመሪያው አይዞቶፕ በአማካይ ኒውትሮን ሦስት የተያዙ እውቂያዎች አሉት እና አንድ ነፃ ሊሆን የሚችል።
የኤለመንቱን አስኳል ወደ ኒውክሊየስ ለመከፋፈል የሚያስፈልገው የሊቲየም ኢሶቶፕ ዝቅተኛው 7ሊ 37.9 ሜቪ ነው። ከዚህ በታች ባለው ስሌት ዘዴ ይወሰናል።
በእነዚህ ቀመሮች ውስጥ ተለዋዋጮች እና ቋሚዎች የሚከተለው ትርጉም አላቸው፡
- n - የኒውትሮኖች ብዛት፤
- ሜትር - የኒውትሮን ብዛት፤
- p - የፕሮቶን ብዛት፤
- dM ኒውክሊየስ በሚፈጥሩት ቅንጣቶች ብዛት እና በሊቲየም ኢሶቶፕ አስኳል ብዛት መካከል ያለው ልዩነት ነው፤
- 931 ሜቪ ከ1 አ.ዩ ጋር የሚዛመድ ሃይል ነው። ም
ኑክሌርለውጦች
የዚህ ንጥረ ነገር ኢሶቶፖች በኒውክሊየስ ውስጥ እስከ 5 ተጨማሪ ኒውትሮኖች ሊኖሩት ይችላል። ይሁን እንጂ የዚህ ዓይነቱ ሊቲየም የሕይወት ዘመን ከጥቂት ሚሊሰከንዶች አይበልጥም. አንድ ፕሮቶን ሲይዝ ኢሶቶፕ 6ሊ ወደ 7ቤ ይቀየራል፣ይህም ወደ አልፋ ቅንጣት እና ሂሊየም ኢሶቶፕ ይቀየራል። 3 እሱ። በዲዩትሮን ሲደበደብ 8ዳግም መታየት። አንድ ዲዩትሮን በኒውክሊየስ 7ሊ ሲይዝ አስኳል የሚገኘው 9ቤ ሲሆን ወዲያው ወደ 2 የአልፋ ቅንጣቶች እና ወደ ኒውትሮን ይበሰብሳል።
ሙከራዎች እንደሚያሳዩት የሊቲየም አይሶቶፖችን ቦምብ በሚፈነዳበት ጊዜ የተለያዩ የኑክሌር ምላሾች ሊታዩ ይችላሉ። ይህ ከፍተኛ መጠን ያለው ጉልበት ያስወጣል።
ተቀበል
የሊቲየም ኢሶቶፕ መለያየት በብዙ መንገዶች ሊከናወን ይችላል። በጣም የተለመዱት የሚከተሉት ናቸው፡
- በእንፋሎት ፍሰት ውስጥ መለያየት። ይህንን ለማድረግ ዲያፍራም በሲሊንደሪክ ዕቃ ውስጥ በዘንግ በኩል ይቀመጣል. የኢሶቶፕስ ጋዝ ድብልቅ ወደ ረዳት እንፋሎት ይመገባል። በብርሃን ኢሶቶፕ ውስጥ የበለፀጉ አንዳንድ ሞለኪውሎች በመሣሪያው በግራ በኩል ይከማቻሉ። ይህ የሆነበት ምክንያት የብርሃን ሞለኪውሎች በዲያፍራም በኩል ከፍተኛ መጠን ያለው ስርጭት ስላላቸው ነው. ከላይኛው አፍንጫ ውስጥ ካለው የእንፋሎት ፍሰት ጋር አብረው ይወጣሉ።
- የቴርሞዲፊሽን ሂደት። በዚህ ቴክኖሎጂ ውስጥ, ልክ እንደበፊቱ, ሞለኪውሎች ለማንቀሳቀስ የተለያየ ፍጥነት ያለው ንብረት ጥቅም ላይ ይውላል. የመለየቱ ሂደት የሚከናወነው ግድግዳዎቹ በሚቀዘቅዙ ዓምዶች ውስጥ ነው. በውስጣቸው, ቀይ-ሙቅ ሽቦ በመሃል ላይ ተዘርግቷል. በተፈጥሯዊ መወዛወዝ ምክንያት, 2 ፍሰቶች ይነሳሉ - ሞቃታማው አብሮ ይንቀሳቀሳልሽቦዎች ወደ ላይ, እና ቀዝቃዛ - በግድግዳዎች ላይ ወደታች. ፈካ ያለ አይሶቶፖች በላይኛው ክፍል ላይ ተከማችተው ይወገዳሉ ፣ እና ከባድ ኢሶቶፖች በታችኛው ክፍል ላይ።
- የጋዝ ሴንትሪፍግሽን። የኢሶቶፕስ ድብልቅ በሴንትሪፉጅ ውስጥ ይካሄዳል, እሱም በከፍተኛ ፍጥነት የሚሽከረከር ቀጭን-ግድግዳ ያለው ሲሊንደር ነው. ይበልጥ ከባድ የሆኑ isotopes በሴንትሪፉጋል ኃይል በሴንትሪፉል ግድግዳዎች ላይ ይጣላሉ. በእንፋሎት እንቅስቃሴ ምክንያት ወደ ታች ይወሰዳሉ, እና ከመሳሪያው ማዕከላዊ ክፍል ላይ ቀላል isotopes - ወደ ላይ.
- የኬሚካል ዘዴ። የኬሚካላዊው ምላሽ በተለያዩ ደረጃዎች በሚገኙ 2 ሬጀንቶች ውስጥ ይከናወናል, ይህም የ isootope ፍሰቶችን ለመለየት ያስችላል. የዚህ ቴክኖሎጂ ዓይነቶች አሉ፣ የተወሰኑ አይዞቶፖች በሌዘር ion ሲደረግ እና ከዚያም በማግኔት መስክ ሲለዩ።
- የክሎራይድ ጨዎችን ኤሌክትሮይሲስ። ይህ ዘዴ ለሊቲየም አይሶቶፖች በላብራቶሪ ሁኔታዎች ውስጥ ብቻ ጥቅም ላይ ይውላል።
መተግበሪያ
በተግባር ሁሉም የሊቲየም አፕሊኬሽኖች ከኢሶቶፖች ጋር በትክክል የተቆራኙ ናቸው። የጅምላ ቁጥር 6 ያለው የኤለመንቱ ልዩነት ለሚከተሉት ዓላማዎች ጥቅም ላይ ይውላል፡
- እንደ ትሪቲየም ምንጭ (የኑክሌር ነዳጅ በሪአክተሮች)፤
- የትሪቲየም አይሶቶፕስ የኢንዱስትሪ ውህደት፤
- የቴርሞኑክሌር መሳሪያዎችን ለመስራት።
Isotope 7ሊ በሚከተሉት መስኮች ጥቅም ላይ ይውላል፡
- ዳግም ሊሞሉ የሚችሉ ባትሪዎችን ለማምረት፤
- በመድሀኒት - ፀረ-ጭንቀት መድሀኒቶችን እና ማረጋጊያዎችን ለማምረት፤
- በሪአክተሮች ውስጥ፡ እንደ ማቀዝቀዣ፣ የውሃውን የአሠራር ሁኔታ ለመጠበቅየኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች የኃይል ማመንጫዎች፣ በዋናው የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች ዋና ወረዳ ውስጥ ያለውን ማቀዝቀዣ ለማጽዳት።
የሊቲየም አይሶቶፖች ስፋት እየሰፋ ነው። በዚህ ረገድ የኢንደስትሪው አንገብጋቢ ችግሮች አንዱ ሞኖ-ኢሶቶፒክ ምርቶችን ጨምሮ ከፍተኛ ንፅህና ያለው ንጥረ ነገር ማግኘት ነው።
በ2011 የትሪቲየም ባትሪዎችን ማምረትም ተጀመረ። ዝቅተኛ ሞገዶች እና ረጅም የአገልግሎት ሕይወት በሚያስፈልጉበት ቦታ (pacemakers እና ሌሎች ተከላዎች, የታችሆል ዳሳሾች እና ሌሎች መሳሪያዎች) ጥቅም ላይ ይውላሉ. የትሪቲየም ግማሽ ህይወት እና ስለዚህ የባትሪው ህይወት 12 አመታት ነው.
