Молекулярное лазерное разделение изотопов

Молекулярное лазерное разделение изотопов MLIS ) — метод разделения изотопов , при котором специально настроенные лазеры используются для разделения изотопов урана ( с помощью селективной ионизации сверхтонких переходов молекул гексафторида урана . Это похоже на AVLIS . Его главным преимуществом перед AVLIS является низкое энергопотребление и использование гексафторида урана вместо испаренного урана. MLIS была задумана в 1971 году в Национальной лаборатории Лос-Аламоса .

MLIS работает по каскадной схеме, подобно процессу газовой диффузии . Вместо испаренного урана, как в AVLIS, рабочей средой MLIS является гексафторид урана , для испарения которого требуется гораздо более низкая температура. Газ UF ₆ смешивается с подходящим газом-носителем ( благородный газ, включающий некоторое количество водорода ), что позволяет молекулам оставаться в газовой фазе после охлаждения за счет расширения через сверхзвуковое сопло Лаваля . газ-поглотитель (например, метан В смесь также включается _{), который связывается с атомами фтора после их диссоциации от UF 6} и ингибирует их рекомбинацию с обогащенным продуктом UF ₅ .

На первом этапе расширенный и охлажденный поток UF ₆ облучается инфракрасным лазером, работающим на длине волны 16 мкм. Затем смесь облучается другим лазером, инфракрасным или ультрафиолетовым, фотоны которого избирательно поглощаются возбужденным лазером. ²³⁵UF ₆ , вызывая фотолиз его ²³⁵UF ₅ и фтор . ^[1] Полученный обогащенный UF ₅ образует твердое вещество, которое затем отделяют от газа фильтрацией или в циклонном сепараторе. Выпавший UF ₅ сравнительно обогащен ²³⁵UF ₅ и после преобразования обратно в UF ₆ поступает на следующую ступень каскада для дальнейшего обогащения.

Лазером для возбуждения обычно является лазер на углекислом газе с длиной волны излучения, смещенной от 10,6 мкм до 16 мкм; фотолизный лазер может быть Xe Cl Эксимерный лазер , работающий на длине волны 308 нм, однако в существующих реализациях в основном используются инфракрасные лазеры. ^{[ нужна ссылка ]}

Процесс сложен: образуется множество смешанных соединений UFx, которые загрязняют продукт и трудно удаляются. США ; , Франция , Великобритания , Германия и Южная Африка сообщили о прекращении своих программ MLIS однако в Японии все еще действует небольшая программа. ^{[ нужна ссылка ]}

Организация научных и промышленных исследований Содружества в Австралии разработала процесс импульсного лазерного разделения SILEX . GE, Cameco и Hitachi в настоящее время занимаются его разработкой для коммерческого использования. ^{[ нужна ссылка ]}

См. также

Ссылки

^ Макаров, Григорий Н. (01 июля 2015 г.). «Низкоэнергетические методы молекулярного лазерного разделения изотопов» . Успехи физики . 58 (7): 670–700. Бибкод : 2015PhyU...58..670M . дои : 10.3367/UFNe.0185.201507b.0717 . ISSN 1063-7869 . S2CID 118959387 .

Внешние ссылки

Лазерное разделение изотопов, обогащение урана
Рид Дж. Дженсон, О'Дин П. Джадд и Дж. Аллан Салливан разделяют изотопы с помощью лазеров Los Alamos Science, том 4 , 1982.
Статья в New York Times (20 августа 2011 г.) о планах General Electric построить коммерческую установку по лазерному обогащению в Уилмингтоне, Северная Каролина, США. [1]
Информация о силексе

[1] Макаров, Григорий Н. (01 июля 2015 г.). «Низкоэнергетические методы молекулярного лазерного разделения изотопов» . Успехи физики . 58 (7): 670–700. Бибкод : 2015PhyU...58..670M . дои : 10.3367/UFNe.0185.201507b.0717 . ISSN 1063-7869 . S2CID 118959387 .

[1]