Grem effuziya qonuni

1805-1869 yillarda yashab o‘tgan shotland olimi Tomas Grem (Grexem, o‘ng tarafdagi rasmda) sharafiga nomlangan va aynan u tarafidan 1829-yilda kashf qilingan ushbu qonun quyidagicha uqtirish beradi:

Kichik mikroskopik tirqishchadan o‘tayotgan gazning chiqish tezligi, gaz zarralari massasining kvadrat ildizidan chiqarilgan qiymatga teskari proprsional.

Ushbu tasdiqni quyidagicha formula bilan ifodalash mumkin:

Bunda R₁ va R₂ — birinchi va ikkinchi gazlarning chiqish tezliklari, M₁ va M₂ esa, mos ravishda ularning molyar massalari. Grem qonuni bir vaqtning o‘zida ham diffuziya va hamda effuziya hodisalari uchun o‘rinlidir. Effuziya — gaz molekulalarining mikroskopik tirqishdan o‘zaro to‘qnashmasdan birma-bir, bittama-bitta o‘tishi jarayonidir. Gazning chiqish tezligi, uning molekulalari massasiga bog‘liq bo‘ladi. Masalan, vodorod singari yengil gazlarning molekulalari tirqishdan nisbatan tezroq chiqib ketadi. Chunki massasi yengil molekulalar boshqa, og‘irroq zarrachalarga nisbatan kattaroq tezlik bilan harakatlanadi.

1940-yilda yadro reaktorlarida radioaktiv gazlarni ajratish uchun aynan ushbu qonundan foydalanilgan. Bunday gazlar molyar massalarining turlicha ekanligi sababli, har xil diffuzion tezliklarga ega bo‘lgan. Uzun diffuzion kamerada uranning ikki xil izotoplari U-235 va U-238 larni o‘zaro ajratishgan. Avvaliga ftor bilan reaksiyaga kirishish orqali uran izotoplari gazsimon uran-geksaftoridga aylantirilgan. Uran geksaftoridning nisbatan kichik massali molekulalari tarkibidagi bo‘linayotgan U-235 molekulalari, massasi nisbatan kattaroq bo‘lgan U-238 ga qaraganda kamerada tezroq harakatlanadi. Gazsimon izotoplarning ajratilayotgan aralashmasi g‘ovakli to‘siqlar orqali ko‘p marta qayta o‘tkaziladi. Aralashma holatidagi izotoplar bunday g‘ovakli to‘siqning bir tarafida yengil komponentlar bilan, ikkinchi tarafida og‘ir komponentlar bilan boyitiladi. Ikkinchi jahon urushi yillaridan AQSHda tarixda birinchi atom bombasining tayyorlanishida ham aynan ushbu jarayon — uran izotoplarining ajralishi jarayonidan foydalanilgan. Zanjir reaksiyasini boshlab olish uchun Manxetten operatsiyasi xodimlariga U-235 uran izotopi kerak bo‘lgan. Gaz diffuziyasi usuli bilan U-235 va U-238 uran izotoplarini ajratish maqsadida AQSH hukumati Tennesi shtati Ouk-Rij hududida K-25 nomli maxsus zavod qurdirgan. Ushbu zavodda ishlab chiqarilgan uran esa Manxetten loyihasi uchun yuborilgan. Ushbu loyihaga ko‘ra esa, insoniyat tarixida ilk atom bombasi tayyorlangan va avvaliga Alomogordo cho‘lida sinab ko‘rilib, keyin esa, «chaqaloq» nomli atom bombasi Yaponiyaning Xirosima shahriga tashlangan (06.08.1945). Tennesi zavodidagi uranni ajratish texnologik jarayoni 4000 bosqichdan iborat bo‘lgan. Zavodning o‘zi esa 17 gektar yerni egallagan edi.

AQSHning Tennesi shtati Ouk-Rij hududida joylashgan K-25 diffuzion zavodi. Zavod Manxetten loyihasi doirasida qurilgan bo’lib, uning asosiy binosi uzunligi 800 metrni tashkil etgan.

J.E. Uestkott. Manxetten loyihasi rasmiy fotografi.