МАСС-СЕПАРА́ТОР

МАСС-СЕПАРА́ТОР, элек­тро­маг­нит­ная ус­та­нов­ка для раз­де­ле­ния изо­то­пов. Осн. эле­мен­та­ми М.-с. яв­ля­ют­ся ион­ный ис­точ­ник, элек­тро­маг­нит и при­ём­ник изо­то­пов. Ис­точ­ник ио­нов, об­ласть их раз­де­ле­ния и при­ём­ник раз­ме­ще­ны в ва­ку­ум­ной ка­ме­ре (с дав­ле­ни­ем ок. 10^–3 Па).

В ион­ном ис­точ­ни­ке ис­ход­ное ве­ще­ст­во ио­ни­зу­ет­ся; из ио­нов, ус­ко­рен­ных элек­трич. по­лем, фор­ми­ру­ет­ся ион­ный пу­чок. В совр. М.-с. обыч­но при­ме­ня­ет­ся плаз­мен­ный ис­точ­ник ио­нов (напр., с ду­го­вым раз­ря­дом), обес­пе­чи­ваю­щий вы­со­кую плот­ность по­лу­чае­мо­го ион­но­го пуч­ка. Пу­чок ио­нов на­прав­ля­ют в элек­тро­маг­нит, в маг­нит­ном по­ле ко­то­ро­го ио­ны про­стран­ст­вен­но раз­де­ля­ют­ся в со­от­вет­ст­вии с от­но­ше­ни­ем $m/q$ ($m$ – мас­са ио­на, $q$ – его за­ряд). Ра­ди­ус кри­виз­ны $ρ$ тра­ек­то­рии ио­нов оп­ре­де­ля­ет­ся со­от­ноше­ни­ем $\rho=(1/B)\sqrt{2Vm/q}$, где $B$ – ве­ли­чи­на маг­нит­ной ин­дук­ции, $V$ – ус­ко­ряю­щий по­тен­ци­ал. Т. о., ис­ход­ный пу­чок ио­нов раз­де­ля­ет­ся на неск. сфо­ку­си­ро­ван­ных пуч­ков, в ка­ж­дом из ко­то­рых со­дер­жат­ся ио­ны с оп­ре­де­лён­ным зна­че­ни­емmПри раз­де­ле­нии сме­си од­но­за­ряд­ных ио­нов кон­крет­но­го хи­мич. эле­мен­та ио­ны од­но­го изо­то­па по­па­да­ют в один и тот же пу­чок, ко­то­рый на­прав­ля­ет­ся в свой от­сек при­ём­ни­ка («кар­ман») и со­би­ра­ет­ся на пла­стин­ку. Со­б­ран­ные изо­то­пы со­скаб­ли­ва­ют с пла­с­тин при­ём­ни­ка и в спец. ла­бо­ра­то­рии пе­ре­во­дят в хи­мич. со­еди­не­ние, удоб­ное для при­ме­не­ния.

Ис­поль­зо­ва­ние М.-с. – ис­то­ри­че­ски пер­вый ме­тод изо­то­пов раз­де­ле­ния, од­на­ко про­из­во­ди­тель­ность это­го ме­то­да не­вы­со­ка. Для раз­де­ле­ния изо­то­пов ура­на в пром. мас­шта­бах в 1940-х гг. в США был соз­дан ги­гант­ский М.-с. (дли­на элек­тро­маг­ни­та дос­ти­га­ла 75 м, мас­са – 4000 т). На этом М.-с., на­зван­ном ка­лутро­ном, по­лу­ча­ли уран для ядер­но­го за­ря­да пер­вой атом­ной бом­бы. Ны­не ка­лу­тро­ны мень­ших раз­ме­ров при­ме­няют­ся для по­лу­че­ния не­боль­ших ко­личеств вы­со­ко­обо­га­щён­ных изо­то­пов разл. хи­мич. эле­мен­тов, при­ме­няе­мых в ядер­ной фи­зи­ке, ме­ди­ци­не, гео­фи­зи­ке и др.