KÉMIAI KÖZLEMÉNYEK - A MTA KÉMIAI TUDOMÁNYOK OSZTÁLYÁNAK FOLYÓIRATA 68. KÖTET (1987-1988)
68. kötet / 1. sz. - Hevesy György születésének 100. évfordulója alkalmából rendezett tudományos ülésszak előadásai - KISS I., JÁKLI GY., ILLY J-NÉ, OPAUSZKY I.: Tömegspektrométerrel az izotópok nyomában
sem közölték reprodukálható részletességgel. Első feladatunk a bórdúsítás volt, azaz olyan bórvegyület előállítása, amely a természetesnél több 10B-t tartalmaz. Irodalmi tanulmányok és a rendelkezésünkre álló technikai lehetőségek alapján végül is a BF-etiléteres komplexének ún. kémiai kicserélődéses desztillációját választottuk. Ehhez három darab 9 m hosszú, 30 mm átmérőjű kolonnát építettünk, és ebből két darab szolgált dúsító oszlopként, egy pedig "elszegényítőként". Az egymás után sorba kötött kolonnák egyik végén tehát kaptuk a HB-ban dús terméket, míg a másik végén az elszegényítettet. A desztillációt, a komplex bomlékonysága miatt, csökkentett, néhány Hgmm-es nyomáson végeztük. A 27 méter összhosszúságú desztilláló oszlop üzemeltetése elég sok gonddal járt (gondoljunk csak az egyensúlyi időre!), 40 napos üzemeltetés után azonban sikerült kb. 85%-os B-t előállítani. E legtöményebb frakció mellett természetesen kevésbé koncentrált, de ugyancsak értékes frakciók egész sorát kaptuk, így Magyarországon először változtattuk meg egy elem természetes izotópösszetételét. E kísérlet tehát kultúrtörténeti jelentőségű. A gyakorlati feladat rögtön fel is vetett egy elméleti kérdést. A bórdúsítás során ui. a B izotóp bizonyult "illékonyabbnak", noha a bór esetében ez ismert volt, általánosságban azonban ez az általunk tanultakkal sehogyan sem volt értelmezhető. Sorra vettünk más bórtartalmú rendszereket. Meghatároztuk az ún. dúsítási tényezőket. A bór esetében mindig a nehezebb izotóp bizonyult illékonyabbnak. Vizsgálataink ezek után kiterjedtek más rendszerekre is. Riegeleisen [1] amerikai kutatótól származik az a felfedezés, hogy annak eldöntéséhez, hogy egy elem két izotópja közül melyik az illékonyabb, az az izotópvegyületek termodinamikai állapotösszegétől, így a molekulák közötti kölcsönhatásoktól is függ. Az állapotösszegek kiszámításához azonban a molekula valamennyi energiaállapotát ismerni kell, azaz ismerni kell egy adott hőmérsékleten a rezgési, forgási és transzlációs energiákat. Ezek sorából a rezgési frekvenciák befolyása a legnagyobb. Ezek azonban elég hiányosan voltak ismertek abban az időben — meg kell jegyezni, hogy még ma sem tudjuk megmérni bármelyiket, bármely hőmérsékleten. Az illékonysági izotópeffektusok elméleti és kísérleti meghatározását itthon kezdtük, később főleg az University of Tennessee-vel folytatott többéves együttműködésben folytattuk. A csoportból elsősorban Jancsó Gábor és 3áki György nevéhez fűződnek az e területen elért eredmények. Végtére is mire lehet ezeket az eredményeket használni? Ennek jellemzésére engedtessék meg néhány példa bemutatása.