Girdler-Sulfid-Prozess

Erweiterte Suche

Der Girdler-Sulfid-Prozess ist nach dem ersten industriellen Anwender, der Girdler-Company, benannt, ist aber auch als Geib-Spevack-Prozess[1] nach Karl-Hermann Geib und Jerome S. Spevack bekannt. Unabhängig voneinander erfanden beide Anfang der 1940er-Jahre das Verfahren, das der Gewinnung von Deuterium aus Wasser oder wasserstoffhaltigen Verbindungen dient. Hierbei wird kein Deuterium erzeugt, es wird dem Wasser oder den wasserstoffhaltigen Verbindungen entzogen und angereichert.[2]

Prinzip

Der Girdler-Sulfid-Prozess beruht auf einem Zweitemperatur-Isotopenaustausch. In diesem Prozess wird eine Lösung aus Wasser und Schwefelwasserstoff verwendet. Beide Komponenten der Lösung sind in der Lage Wasserstoffatome auszutauschen. Deuterium verhält sich in diesem Austauschprozess temperaturabhängig. Bei hohen Temperaturen wandert ein Deuteriumatom bevorzugt zum Schwefelwasserstoff, bei niedrigen Temperaturen wandert es bevorzugt zum Wasser.

Aufbau

Schematische Darstellung des Girdler-Sulfid-Prozesses

Im Girdler-Sulfid-Prozess wird ein Aufbau aus zwei Temperaturstufen verwendet, die Temperaturen betragen circa 20 °C und 130 °C. Beide Temperaturstufen sind über einen Schwefelwasserstoffkreislauf verbunden. In der kalten Stufe wird Frischwasser zugeführt welches über eine Verbindung in die heiße Stufe fließt. Die heiße Stufe hat einen Ablauf für abgereichertes Wasser.

Aufgrund der niedrigen Temperatur der kalten Stufe wandern Deuteriumatome vom Schwefelwasserstoff zum zugeführten Frischwasser. Hierdurch wird das zugeführte Frischwasser angereichert und der Schwefelwasserstoff abgereichert. Das angereicherte Frischwasser fließt über eine Verbindung in die heiße Stufe wo es wieder auf den abgereicherten Schwefelwasserstoff trifft. Aufgrund der hohen Temperatur der heißen Stufe wandern die Deuteriumatome vom angereicherten Wasser über zum abgereichertem Schwefelwasserstoff. Hierdurch wird der Schwefelwasserstoff wieder angereichert und fließt in die kalte Stufe.

In den Verbindungen zwischen den Temperaturstufen wird angereicherter Schwefelwasserstoff und angereichertes Wasser entnommen. Diese angereicherten Substanzen werden durch weitere Stufen dieses Aufbaus geleitet, um den Grad der Anreicherung zu erhöhen.

Quellen

Einzelnachweise

  1. US patent 4620909, Method for isotope replenishment in an exchange liquid used in a laser induced isotope enrichment process.
  2. Aqueous Systems at Elevated Temperatures and Pressures: Physical Chemistry in Water, Steam and Hydrothermal Solutions, von Donald A. Plamer, Roberto Fernandez-Prini und Allan H. Harvey. books.google.de. Abgerufen am 8. Dezember 2009.

Diese Artikel könnten dir auch gefallen

Die letzten News aus den Naturwissenschaften

01.09.2021
Quantenoptik | Teilchenphysik
Lichtinduzierte Formänderung von MXenen
Licht im Femtosekundenbereich erzeugt schaltbare Nanowellen in MXenen und bewegt deren Atome mit Rekordgeschwindigkeit.
30.08.2021
Astrophysik | Optik
Neue mathematische Formeln für ein altes Problem der Astronomie
Dem Berner Astrophysiker Kevin Heng ist ein seltenes Kunststück gelungen: Auf Papier hat er für ein altes mathematisches Problem neue Formeln entwickelt, die nötig sind, um Lichtreflektionen von Planeten und Monden berechnen zu können.
31.08.2021
Quantenoptik | Thermodynamik
Ein Quantenmikroskop „made in Jülich“
Sie bilden Materialien mit atomarer Präzision ab und sind vielseitig einsetzbar: Forschende nutzen Rastertunnelmikroskope seit vielen Jahren, um die Welt des Nanokosmos zu erkunden.
30.08.2021
Quantenphysik | Thermodynamik
Extrem lang und unglaublich kalt
Bei der Erforschung der Welleneigenschaften von Atomen entsteht am Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) der Universität Bremen für wenige Sekunden einer der „kältesten Orte des Universums“.
25.08.2021
Quantenoptik
Laserstrahlen in Vakuum sichtbar gemacht
Einen Lichtstrahl kann man nur dann sehen, wenn er auf Materieteilchen trifft und von ihnen gestreut oder reflektiert wird, im Vakuum ist er dagegen unsichtbar.
18.08.2021
Quantenphysik
Suprasolid in eine neue Dimension
Quantenmaterie kann gleichzeitig fest und flüssig, also suprasolid sein: Forscher haben diese faszinierende Eigenschaft nun erstmals entlang zweier Dimensionen eines ultrakalten Quantengases erzeugt.
18.08.2021
Teilchenphysik
Verwandlung im Teilchenzoo
Eine internationale Studie hat in Beschleuniger-Daten Hinweise auf einen lang gesuchten Effekt gefunden: Die „Dreiecks-Singularität“ beschreibt, wie Teilchen durch den Austausch von Quarks ihre Identität ändern und dabei ein neues Teilchen vortäuschen können.
18.08.2021
Plasmaphysik
Ein Meilenstein der Fusionsforschung
Am Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) in Kalifornien ist in diesen Tagen ein Durchbruch in der Fusionsforschung geglückt.
16.08.2021
Festkörperphysik | Quantenoptik
Ultraschnelle Dynamik in Materie sichtbar gemacht
Ein Forschungsteam hat eine kompakte Elektronen-„Kamera“ entwickelt, mit der sich die schnelle innere Dynamik von Materie verfolgen lässt.
16.08.2021
Elektrodynamik | Teilchenphysik
Wie sich Ionen ihre Elektronen zurückholen
Was passiert, wenn Ionen durch feste Materialien geschossen werden?