جداسازی ایزوتوپ‌های پایدار زینان با استفاده از آبشار مربعی

از میان گازهای نجیب، ایزوتوپ های زینان بیش‎ ترین کاربرد را دارند و تاکنون استراتژی مشخصی برای جداسازی تمام ایزوتوپ های پایدار زینان که بیش ترین تعداد ایزوتوپ پایدار را داشته منتشر نشده است. در این کار پژوهشی یک کد محاسباتی با نام sqcas تهیه شده است که با استفاده از آن استراتژی جداسازی ایزوتوپ هدف در جریان سبک و یا سنگین مشخص می شود. کد تهیه شده با تغییر پارامترهای آبشار مربعی و مدل سازی آن در هرگام به جداسازی تمام ایزوتوپ های زینان طبیعی متناسب با ترکیب درصد ایزوتوپ ها در هرگام می پردازد. در این مقاله با استفاده از یک آبشار مربعی در 32 گام برای خوراک با مقدار مشخص (kg200) به جداسازی تمام ایزوتوپ های گاز زینان طبیعی پرداخته شده است. آبشار مربعی مورد بررسی دارای 20 مرحله بوده که در هر مرحله از 10 ماشین سانتریفیوژ استفاده شده است. هم چنین مقدار فاکتور جداسازی برای اختلاف جرم واحد در این تحقیق برابر با 1/2 در نظر گرفته است. با استفاده از این استراتژی، غنای ایزوتو پ های اول تا نهم به ترتیب از مقادیر 0/00093، 0/0009، 0/01917، 0/2644، 0/0408، 0/2118، 0/2689، 0/1044 و 0/0887 به 98/72‌%، 91/3‎%، 92/79‌%، 92/63، 83/77‌%، 90/12‌%، 91/64‌%، 95/68‌% و 99/04‌% افزایش می یابد. نتایج نشان می دهد که بیش‌ترین بازیابی مربوط به ایزوتوپ های انتهایی بوده و کم‌ترین مقدار بازیابی مربوط به ایزوتوپ 135-xe می باشد.

separation of xenon stable isotopes using square cascade

among the noble gases, xenon isotopes are the most widely used. so far, no specific strategy has been published for separating all xenon stable isotopes with the highest number of stable isotopes. in this research, a computational code, sqcas, is prepared to determine the target isotope separation strategy in light or heavy current. the prepared code investigates the separation of the natural isotopes in proportion to the feed concentration by changing the parameters of the square cascade and modeling it at each step. all stable isotopes of natural xenon are separated using a square cascade in 32 steps for the certain feed (200kg). the proposed square cascade has 20 stages. in each stage, 10 centrifuges were used. also, the separation factor for the unit mass difference in this research equals 1.2. using this strategy, the enrichment of nine isotopes increases from 0.9393, 0.0009, 0.01917, 0.2644, 0.408, 0.2118, 0.2689, 0.1044, and 0.087 to 98.72%, 91.3%, 92.79%, 92.63%, 83.77%, 90.12%, 91.64%, 95.68%, and 99.04%, respectively. the results show that the highest recovery is related to the end isotopes, and the lowest recovery is related to xe-135 isotope.