Электрохимический завод запатентовал новый способ разделения изотопов германия

ОАО «ПО «Электрохимический завод» совместно с Институтом химии высокочистых веществ РАН (г. Нижний Новгород) получило патент РФ на изобретение «Способ разделения изотопов германия».

На XIV Московском международном Салоне изобретений и инновационных технологий «АРХИМЕД-2011», проходившем в апреле этого года, новая разработка отмечена серебряной медалью.

Полученный патент № 2412747 с приоритетом от 16 июля 2009 года на способ разделения изотопов германия — результат коллективного труда работников ОАО «ПО «ЭХЗ» Д.Г.  Арефьева, С.А.  Васина, С.Г.  Долгова, Е.В.  Елисеева, С.М.  Зырянова, В.А.  Луцкого, С.В.  Филимонова и сотрудников ИХВВ РАН А.Д.  Буланова и М.Ф.  Чурбанова.

Суть изобретения состоит в том, что при разделении изотопов германия в качестве рабочего вещества использован моногерман (гидрид германия) — GeH4.

Новая технология призвана обеспечить более высокую химическую чистоту изотопно-обогащенного продукта, нежели чем при применяющейся фторидной технологии, т.е.  где в качестве рабочего вещества используется тетрафторид германия (GeF4). Поскольку тетрафторид германия — химически активное соединение, он взаимодействует с конструкционными материалами технологического оборудования, кроме того используемые при химическом переделе тетрафторида германия в германий вспомогательные реагенты вносят дополнительное загрязнение.

В результате химическая чистота изотопно-обогащенного продукта, полученного по фторидной технологии, не превышает уровня 99,99%. Современные требования к высокочистому германию определяются содержанием основного компонента на уровне не менее 99,9999%.

Гидридная технология лишена этих недостатков. Моногерман практически не взаимодействует с конструкционными материалами технологического оборудования. Процесс получения высокочистого германия из моногермана более простой, чем из тетрафторида германия, и основан на термическом разложении.

В 2008–2009 годах в центральной заводской лаборатории Электрохимического завода были проведены экспериментальные работы по исследованию возможности использования моногермана в качестве рабочего вещества для разделения изотопов германия газоцентрифужным способом, и получена опытная партия изотопно-модифицированного моногермана, обогащенного по изотопу 76Ge до 88,1%  ат. (природное содержание 76Ge составляет 7,8%  ат.).

Дальнейшие работы по получению монокристаллического изотопно-обогащенного германия проводились в Институте химии высокочистых веществ РАН.

В настоящее время исследованы электрофизические параметры выращенного монокристалла германия, в планах — дальнейшее повышение его химической чистоты и исследование термодинамических и оптических свойств.

Новая технология пока не внедрена в производство, но плюсы и перспективы ее очевидны. В линейку изотопной продукции ОАО «ПО «Электрохимический завод» добавятся изотопно-обогащенный моногерман, а также новый для микроэлектроники материал - изотопно-обогащенный поликристаллический германий.

Работы в этом направлении продолжатся. В перспективе — развитие технологии, создание эффективного производства, в научно-исследовательском плане — получение моноизотопного германия, выращивание монокристаллов остальных изотопов германия и исследование их уникальных свойств.