DE1241416B - Einrichtung zum Trennen von Isotopen - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Trennen von Isotopen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum gaschromatographischen Trennen von Isotopen, insbesondere von Wasserstoffisotopen durch Adsorption des Wasserdampfes und Elektrolyse des Wassers.
• Zum Trennen von Wasserstoffisotopen für Meßzwecke werden häufig gaschromatographische Trennsäulen benutzt. Diese besitzen als Füllung z. 3.
• Palladium auf Asbestunterlage, an dem der Wasserstoff adsorbiert wird. Der Trenneffekt beruht bekanntlich darauf, daß die Adsorptionszeiten für die verschiedenen Wasserstoffisotope unterschiedlich lang sind, so daß die einzelnen Isotopenarten mit einer zeitlichen Verschiebung vom Trägergas aus der Trennsäule getragen werden.
• Um z. B. den Schwerwasseranteil in Wasserproben zu bestimmen, wird die Probe im allgemeinen elektrolytisch zersetzt und das entstehende Gas durch das Trägergas in die Trennsäule eingeführt und dort an den Adsorptionsstoffen adsorbiert. Die bekannte Erscheinung der Isotopenverschiebung beim elektrolytischen Zersetzen von Wasser macht man sich dabei praktisch nicht zunutze.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine gaschromatographische Trenneinrichtung zu schaffen, bei der die Isotopenverschiebung durch elektrolytische Zersetzung mit der Isotopenverschiebung durch Adsorption kombiniert wird.
• Hierzu sind bei der Einrichtung nach der Erfindung entlang einer Trennstrecke vorzugsweise in ununterbrochener Folge Elektrolysiervorrichtungen, in die in an sich bekannter Weise wasserbindende Substanzen eingelagert sind und Rekombinationskatalysatoren zur Wiedervereinigung der in den Elektrolysiervorrichtungen getrennten Wassermoleküle angeordnet. Durch die wasserbindenden Substanzen wird das Wasser einer Probe in dem Bereich der Elektrolysevorrichtung adsorbiert, dort wird es sogleich zersetzt und anschließend durch die Rekombinationskatalysatoren wieder vereinigt. Als wasserbindende Substanz kommt vorzugsweise Phosphorpentoxyd in Frage. Als Elektrolysiereinrichtungen können in einer bevorzugten Ausführungsform gegeneinander versetzt angeordnete Spiralen verwendet werden, zwischen denen ein Potentialunterschied aufrechterhalten wird.
• Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert: Um einen stabförmigen Platinrekombinationskatalysator 4 sind gegeneinander versetzt zwei Spiralen 1 und 2 angeordnet. Der Zwischenraum zwischen den beiden Spiralen 1 und 2 ist mit Phosphorpentoxyd ausgefüllt, so daß sie zusammen mit dem Füllstoff einen Rohrkörper 6 bilden, der den Katalysator mit kleinem Abstand umschließt. An die beiden Spiralen sind verschiedene elektrische Spannungen angelegt, so daß sie über die ganze Länge der Trennstrecke sich erstreckende Elektrolysezellen bilden. Durch den Ringraum 5 zwischen Katalysatorstab und Rohrkörper kann das Meßgas hindurchgeführt werden. Dabei wird das in ihm enthaltene Wasser vom Füllstoff 3 zwischen den Spiralen adsorbiert und sofort elektrolytisch getrennt. Der frei gewordene Wasserstoff und Sauerstoff werden darauf am Katalysatorstab wieder zu H20 vereinigt, das dann vom Füllstoff wieder adsorbiert wird. In stetigem Wechsel werden also die bei der Adsorption und der Elektrolyse des Wassers auftretenden Istotopenverschiebungen addiert, so daß die zeitliche Verschiebung am Austrittsende sehr groß bzw. die Trennwirkung besonders gut wird. Neben der guten Trennwirkung besteht ihr Hauptvorteil darin, daß die Probe als Wasserdampf der Säule zugeführt werden kann.
• Eine ähnliche Anordnung kann auch zur chromatographischen Trennung anderer Stoffe oder Isotopen verwendet werden, sofern diese in einer dampfförmigen Verbindung vorliegen, ein geeigneter Stoff zur Bindung, eine geeignete Vorrichtung zur Zersetzung und eine solche oder ein Katalysator zur Rekombination vorhanden sind.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Einrichtung zum gaschromatographischen Trennen von Isotopen in kondensierbaren Dämpfen, insbesondere von Wasserstoffisotopen in Wasserdampf durch Adsorption des Dampfes und Elektrolyse des adsorbierten Dampfes, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der gaschromatographischen Trennstrecke in un- unterbrochener Folge abwechselnd Elektrolysiervorrichtungen, in die in an sich bekannter Weise Flüssigkeit bindende Substanzen eingelagert sind, und Rekombinationskatalysatoren zur Wiedervereinigung der in den Elektrolysiereinrichtungen getrennten Moleküle angeordnet sind.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß um einen zentralen Katalysatorstab (4) mit Abstand zwei elektrische, gegeneinander versetzte Spiralen gewunden sind und der Zwischenraum (3) zwischen den Spiralwendeln mit Adsorptionsstoffen ausgefüllt ist.