250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 82)

Định luật khuếch tán Graham

1829

Thomas Graham (1805-1869)


 

Khi nghĩ tới Định luật Khuếch tán Graham, tôi không thể không nghĩ tới chết chóc và vũ khí nguyên tử. Định luật mang tên nhà khoa học Scotland Thomas Graham, nó nói rằng tốc độ tuôn tràn của một chất khí tỉ lệ nghịch với căn bậc hai khối lượng hạt của nó. Công thức này có thể biết là R1/R2 = (M2/M1)1/2, trong đó R1 là tốc độ khuếch tán của chất khí 1, R2 là tốc độ khuếch tán cho chất khí 2, M1 là khối lượng mole của chất khí 1, và M2 là khối lượng mole của chất khí 2. Định luật này hoạt động với sự khuếch tán lẫn sự tuôn tràn; tuôn tràn là một quá trình trong đó từng phân tử đi qua những cái lỗ rất nhỏ mà không va chạm với nhau. Tốc độ tuôn tràn phụ thuộc vào trọng lượng phân tử của chất khí. Ví dụ, các chất khí như hydrogen với trọng lượng phân tử thấp sẽ tuôn tràn nhanh hơn các hạt nặng hơn, do các hạt trọng lượng thấp thường chuyển động ở tốc độ cao hơn. Định luật Graham có một ứng dụng đặc biệt đáng quan ngại hồi thập niên 1940 khi nó được dùng trong công nghệ lò phản ứng hạt nhân để tách các chất khí phóng xạ có tốc độ khuếch tán khác nhau nhờ trọng lượng phân tử của các khí đó. Một buồng khuếch tán dài đã được dùng để chia tách hai đồng vị của uranium, U-235 và U-238. Hai đồng vị này được phép phản ứng hóa học với fluorine để tạo ra chất khí uranium hexafluoride. Các phân tử uranium hexafluoride nhẹ hơn chứa U-235 có khả năng phân hạch sẽ đi qua buồng nhanh hơn các phân tử chứa U-238 nặng hơn.

Trong Thế Chiến II, quá trình phân tách này đã cho phép nước Mĩ phát triển bom nguyên tử, vì người ta phải tách U-235 cho phản ứng phân hạch dây chuyền. Để phân tách U-235 và U-238, chính phủ đã xây dựng một nhà máy khuếch tán chất khí ở Tennessee. Nhà máy sử dụng sự khuếch tán qua các rào cản xốp và thu hoạch uranium cho Dự án Manhattan, dẫn tới bom nguyên tử được ném xuống Nhật Bản vào năm 1945. Để thực hiện sự phân tách đồng vị, nhà máy khuếch tán chất khí cần 4.000 tầng khuếch tán trên một khu vực rộng 43 mẫu Anh.

Quặng uranium

Quặng uranium.

XEM THÊM. Chuyển động Brown (1827), Phương trình Entropy của Boltzmann (1875), Sự phóng xạ (1896), Bom Nguyên tử Little Boy (1945).

Nhà máy khuếch tán chất khí K-52

Nhà máy khuếch tán chất khí K-52 ở Oak Ridge, Tennessee, thuộc Dự án Manhattan. Tòa nhà chính dài hơn nửa dặm. (Ảnh của J. E. Westcott, nhà nhiếp ảnh chính thức cho Dự án Manhattan.)

250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí
Clifford A. Pickover
Bản dịch của TVVL
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Lược sử âm thanh
28/02/2021
Sóng âm: 13,7 tỉ năm trước Âm thanh có nguồn gốc từ rất xa xưa, chẳng bao lâu sau Vụ Nổ Lớn tĩnh lặng đến chán ngắt.
Đồng hồ nước Ktesibios
03/01/2021
Khoảng năm 250 tCN. “Đồng hồ nước Ktesibios quan trọng vì nó đã làm thay đổi mãi mãi sự hiểu biết của chúng ta về một
Tic-tac-toe
05/12/2020
Khoảng 1300 tCN   Các nhà khảo cổ có thể truy nguyên nguồn gốc của “trò chơi ba điểm một hàng” đến khoảng năm 1300
Sao neutron to bao nhiêu?
18/09/2020
Các nhà thiên văn vật lí đang kết hợp nhiều phương pháp để làm hé lộ các bí mật của một số vật thể lạ lùng nhất
Giải chi tiết mã đề 219 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020 (đợt 2)
04/09/2020
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 96)
04/09/2020
Khám phá Hải Vương tinh 1846 John Couch Adams (1819–1892), Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811–1877), Johann Gottfried Galle (1812–1910) “Bài
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 95)
04/09/2020
Các định luật Kirchhoff về mạch điện 1845 Gustav Robert Kirchhoff (1824–1887) Khi vợ của Gustav Kirchhoff, Clara, qua đời, nhà vật
Lực nâng từ tách biệt tế bào sống với tế bào chết
27/08/2020
Một kiểu lực nâng từ có thể tách các tế bào sống với tế bào chết mà không làm thay đổi hay làm hỏng chúng. Quá trình có

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

Đọc nhiều trong tháng



360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com