Исследованы процессы разделения в высокочастотной плазменной циркуляционной центрифуге, функцио-нирующей в отборном режиме. Вращение слабоионизованной плазмы осуществляется за счет вращающегося магнитного поля, а возбуждение противотока (циркуляции) вызвано бегущим магнитным полем. Рассчитаны зависимости коэффициента обогащения и разделительной способности центрифуги от потока отбора. Определены оптимальные характеристики разделительного устройства. DOI: 10.21883/JTF.2018.05.45909.2508 Введение Разделение стабильных изотопов -важная отрасль экономики страны, обслуживающая ядерную энергетику, фундаментальную науку, медицину, сельское хозяйство и т. д. Без целого ряда стабильных изотопов трудно пред-ставить дальнейшее развитие ядерной энергетики и по-вышение ее эффективности и безопасности, проведение ядерно-физических исследований по изучению физики микромира, диагностику и лечение многих заболеваний.Интерес к разделению изотопов стабильных элемен-тов в плазменной фазе связан с невозможностью исполь-зования промышленных каскадов из газовых центрифуг для обогащения изотопов элементов, которые не имеют подходящих летучих соединений при обычных темпера-турах [1,2]. Кроме того, в настоящее время актуальна задача переработки отработавшего ядерного топлива атомных электростанций, которая может быть решена при использовании быстровращающейся плазмы [3,4].В работе [5] предложена новая концепция циркуля-ционной плазменной центрифуги, в которой вращение слабоионизованной изотопной газовой смеси произво-дится вращающимся магнитным полем, а необходимая для умножения радиального разделительного эффекта циркуляция создается за счет бегущей магнитной вол-ны. Там же применительно к изотопной смеси неона 20 Ne− 22 Ne были определены гидродинамические харак-теристики центрифуги и оценен коэффициент обогаще-ния для так называемого безотборного режима работы аппарата. На практике разделительный модуль работа-ет в режиме, когда в устройство поступает исходная изотопная смесь и осуществляется отбор обогащенной фракции.В настоящей работе на основе результатов анали-тического исследования полей азимутальной (V ϕ (r)) и осевой (V z (r)) скоростей плазмы выполнены расчеты ко-эффициента обогащения и разделительной способности плазменной центрифуги, работающей с отбором целе-вого изотопа. Следует отметить, что именно аналитиче-ские расчеты позволяют не только оценить оптимальные параметры разделительного устройства, но и проследить на основании полученных теоретических зависимостей пути интенсификации процессов разделения. Схема устройства и отборный режим работы центрифугиНа рис. 1 показана схема предложенной в [5] ВЧ-плазменной центрифуги с циркуляцией, возбуждаемой бегущей магнитной волной. Вращение слабоионизован-ной плазмы создается за счет вращающегося с угло-вой скоростью ω 0 поперечного магнитного поля, гене-рируемого осевыми токонесущими стержнями, два из которых показаны на рис. 1 на виде спереди, а все шесть стержней на виде сверху. Циркуляционный поток возбуждается бегущим магнитным полем, создаваемым линией задержки, представля...

Предлагается разделять изотопы кальция в противоточной плазменной центрифуге с горячей стенкой и отбором разделенных фракций путем осаждения паров на торцах устройства. Центробежное поле сил, обеспечивающее радиальный эффект разделения, возбуждается за счет ускорения слабоионизованной кальциевой плазмы вращающимся магнитным полем, а осевое циркуляционное течение, умножающее радиальный эффект разделения, создается бегущим магнитным полем. Возможности метода демонстрируются на примере расчета зависимости коэффициента разделения плазменной центрифуги от параметра, характеризующего интенсивность циркуляции.