+7 (499) 519-32-50 МРТ томография   О компании   Найдите нас   
Поиск

МРТ
Записаться на МРТ
Стоимость МРТ

МРТ в Москве
ВИП МРТ
Полное МРТ сканирование тела
Где сделать МРТ комфортно

МРТ - информация для пациентов
О методе МРТ
Показания к МРТ
Направление на МРТ
Задайте вопрос

Консультации иностранных врачей
Консультации МРТ в Израиле
Врачи МРТ
Консультанты по МРТ и КТ
Стоимость консультаций

МРТ и томография главная /  Физика МРТ /  МРТ: Физика



Физика МРТ




1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 . . . . . .24 

Поэтому было принято решение использовать в

25

качестве исходного вещества один из фреонов, обогащенных по 13С до 30%. Предполагалось синтезировать фреон-12 или фреон-22 из тетрафторэтилена, получаемого на первой очереди Комплекса, и проводить затем облучение в присутствии HI.

Фреон-22 обладает несколько более высокими параметрами МФД, нежели фреон-12, однако окончательный выбор определялся возможностью эффективного химического синтеза этих фреонов из C2F4. Учитывая относительно высокую стоимость обогащенного по 13С тетрафторэтилена, одним из основных требований являлось требование низкого уровня потерь. При синтезе CF2Cl2 по реакции C2F4 + 2Cl2 - 2CF2Cl2 возможна конверсия ТФЭ во фреон-12 с уровнем потерь, не превышающим 5% [24]. Ситуация с CF2HCl оказалась значительно хуже. В данном случае изучалась реакция C2F4 + 2HCl - 2CF2HCl в присутствии гелия.

Было установлено, что максимальный выход фреона-22 достигается в весьма широком интервале температур и расхода компонентов, однако во всех случаях наблюдалось образование значительного количества фреона-124 C2F4HCl, т.е. необходим двухступенчатый процесс конверсии - на первой ступени конверсия тетрафторэтилена, а на второй - конверсия фреона-124. И даже в этом случае не следует ожидать выхода фреона-22 по углероду выше 70%.

Исходя из полученных результатов, для разработки 2-й очереди обогащения Комплекса «Углерод» (Комплекс «Углерод-1») была выбрана система CF2Cl2 + HI. Комплекс «Углерод-1» включает в себя: -лазерный разделительный участок;

-участок химической переработки и выделения дифторметана; -участок переработки дифторметана.

Оборудование Комплекса размещается на существующих площадях Комплекса «Углерод».

Технологический процесс оказался значительно более сложным, чем на первой стадии обогащения, особенно в части химического передела продуктов. По независящим от нас обстоятельствам разработанный Рабочий проект второй очереди комплекса «Углерод» пока не реализован. Одна из причин заключается в том, что в технологии химического передела используется хлор. Напомним, что первая очередь Комплекса расположена на территории действующего завода в центре Калининграда, в непосредственной близости от жилых зданий. Согласование использования в производстве баллонов с хлором с надзорными органами в такой ситуации связано с большими трудностями.

Поэтому нами были изучены и другие возможные способы реализации чисто лазерного процесса получения высокообогащенного изотопа 13С.

26

Одна из них - уже изучавшаяся ранее [25] система «фреон-22 + бром». При облучении смеси CF2HCl с бромом образуется 13CF2Br2, который выделяется из смеси, и на второй стадии обогащения облучается в присутствии кислорода. В качестве конечного продукта в [25] был получен высокообогащенный оксифторид углерода 13CОF2: CF2HCI + ВГ2 + nhv - CF2Br2 + HCI CF2Br2 + O2 + mhv - COF2 + ВГ2.

Наши эксперименты показали, что добавление брома непосредственно в реактор нецелесообразно по двум причинам. Во-первых, продукты бромирования хорошо поглощают лазерное излучение, и их присутствие в газовой смеси на первой стадии обогащения приведёт к значительному падению производительности установки. Во-вторых, оказалось, что даже использование очень большого избытка брома всё равно не позволяет полностью подавить образование C2F4Br2 в разделительном реакторе по схеме C2F4 + Br2 - C2F4Br2. Поэтому мы подавали продукты фотохимической реакции в стеклянную трубу, где под действием солнечного света протекала реакция C2F4 + Br2 - C2F4Br2, а затем, при повышенных температурах, проводили конверсию C2F4Br2 в CF2Br2.

Особое внимание было уделено вопросу о том, сохраняется ли изотопическое обогащение в процессах химического модифицирования ТФЭ. Было установлено, что эти процессы протекают при определенных условиях мягко, без потери изотопической селективности, поэтому бромный цикл обогащения выглядит в целом достаточно привлекательно.

Другим возможным вариантом реализации чисто лазерного метода высокого обогащения является конверсия обогащенного до 30% по 13C C2F4 в исходный CF2HCl и его повторное облучение для достижения концентрации 13C 99%. Эксперименты проводились на модельной установке Института спектроскопии РАН и на лазерных разделительных блоках Комплекса «Углерод». В результате была принципиально доказана возможность реализации внутрирезонаторной схемы обогащения углерода 13C при повышенном его содержании («33%) в CF2HCl. Усиление в лазерной среде оказалось достаточным для работы по внутрирезонаторной схеме облучения при начальном содержании 13С в CF2HCl 30-50%.

13 13

Было показано также, что можно достичь концентрации   С в продукте C2F4      Cmax =

13

99,0±0.2%, стартуя с начальной концентрации C0=33.14%.

Однако суммарная селективность двухстадийного процесса все же недостаточна для уверенного достижения требуемой концентрации 13C>99% в режиме промышленного обогащения. Необходимо повышение стартовой концентрации 13C0 во фреоне-22 на второй ступени до 40-60% (т.е. повышение селективности диссоциации на первой стадии) при одновременном увеличении селективности на второй стадии обогащения.

27

Один из возможных путей увеличения селективности - охлаждение рабочего газа. В работе представлены параметры МФД молекул CF2HCl при пониженных температурах. Облучался фреон-22 как с природным содержанием 13C, так и с повышенным до 33%.

Для фреона с природным содержанием основной рост селективности (в 2 раза и более) происходит при понижении температуры газа до t = -20°С. При этом выход диссоциации 13р спадает немного слабее по сравнению с ростом а. При дальнейшем понижении температуры выходы продолжают падать, а селективность практически не меняется. Для обогащенного по 13С CF2HCl понижение температуры газа до t = - 40 °С привело к увеличению селективности не более, чем на 30%. По-видимому, уменьшение температурного эффекта вызвано различием в протекании столкновительных релаксационных процессов при разных температурах. За счёт понижения температуры не удалось достигнуть высоких значений селективности, требуемых для реализации 2-ой ступени лазерного обогащения с высокими технико-экономическими параметрами.

Главный результат проведенных исследований состоит в том, что чисто лазерный процесс получения высокообогащенного 13С принципиально реализуем. Не удалось пока сделать его достаточно эффективным с точки зрения экономики, однако потенциальные возможности далеко не исчерпаны.

В Главе 5 проведен также сравнительный анализ комбинированных методов обогащения.

Комбинированными методами принято называть методы обогащения, совмещающие лазерные и традиционные. При этом лазерные методы наиболее эффективны на начальном этапе обогащения, когда приходится перерабатывать большие массовые потоки. Известно, что до 90% энергозатрат при разделении изотопов углерода методами химобмена, ректификации, центробежным приходится на этап повышения концентрации целевого изотопа от природного содержания до 10-20%. На втором же этапе обогащения классические методы могут быть вполне эффективными.

Использование разработанной нами комбинированной технологии «лазер + центрифуга» остается довольно дорогостоящим, а самое главное, нет возможности для увеличения производства, т.к. имеющееся центрифужное оборудование предназначено, главным образом, для работы с тяжелыми молекулами. Завод для центробежного производства изотопа 13С должен быть оснащен специальным оборудованием, не имеющим аналогов в мире и принципиально более дорогим

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 . . .. . .24 


Все услуги - Московский Врач

Виды МРТ

Виды томографии

МРТ архив

Конгрессы по томографии

 
 
Реклама: