Difusió gaseosa

La difusió gaseosa és la dispersió gradual d'un gas en el sí d'un atre; d'esta manera les molècules d'una substància es esparcen per la regió ocupada per atres molècules, colisionant i movent-se aleatoriament. Est és un procés molt ràpit, i no és necessari un cos pel que difondre's, ya que es difon també pel buit. l'efusión és la fuga d'un gas cap al buit per mig d'un chicotet orifici o d'una membrana porosa, degut a que les molècules del gas colisionen en més freqüència en el poro a on la pressió és més alta. D'esta manera, hi ha més molècules que passen de la zona d'alta pressió a la de baixa que al contrari. En 1860, el químic escocés Thomas Graham va demostrar que la velocitat de efusión i difusió dels gasos és inversamente proporcional a la raïl quadrada de la seua massa molar.

$v\propto \sqrt{\frac{1}{M_{\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{a}\mathrm{r}}}}$

D'esta llei es deduïx que si la velocitat de efusión o difusió és inversamente proporcional a l'hora que tarda en escapar una determinada cantitat de gas, implica necessàriament que el temps de efusión necessari per a la efusión d'un cert número de moles de molècules és directament proporcional a la raïl quadrada de la massa molar.

$t\propto \sqrt{M_{\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{a}\mathrm{r}}}$

Aplicacions

La difusió gaseosa va ser una de les vàries tecnologies per a la separació d'isòtops d'urani desenrollades per part del Proyecte Manhattan per a produir urani enriquit forçant que el hexafluoruro d'urani (únic compost de l'urani gaseós) travesse membranes semi-permeables. Açò produïx una llaugeríssima separació entre les molècules que contenen urani-235 i urani-238. Per mig de l'us d'una gran cascada de molts passos, es poden conseguir grans separacions. Actualment ha quedat obsoleta davant la nova tecnologia de centrifugador de gas, que requerix molta menys energia per a conseguir la mateixa separació.

De les vàries tecnologies de separació últimament utilisades pel Proyecte Manhattan, la de difusió gaseosa va ser provablement la més significativa. Els edificis de procés construïts per a les cascades varen ser en el seu moment els més grans jamai construïts. La preparació de la matèria a tractar, el hexafluoruro d'urani (conegut en el mercat com hex ) va ser la primera aplicació per a la fluorine produïda comercialment, i els problemes generats pel maneig tant de la fluorina com del hex com a gasos corroents varen ser significatius.

Es varen construir grans plantes de difusió gaseosa en els Estats Units, l'Unió Soviètica (incloent una planta que ara pertany a Kazakhstan), el Regne Unit, França i China. La majoria d'elles ara estan tancades o en espera de ser-ho, incapaces de competir econòmicament en les noves tècniques d'enriquiment. No obstant, alguna de la tecnologia utilisada en bombes i membranes seguix sent secreta, i alguns dels materials utilisats continuen subjectes a controls d'exportació com una part de l'esforç continu per a controlar la proliferació nuclear.