Лазерное молекулярное изотопное разделение

Лазерное молекулярное изотопное разделение [c.484]

Принципиальные основы MLIS урана. Лазерно-молекулярное разделение изотопов урана основано на изотонически селективном возбуждении колебательных состояний уран содержащих молекул (преимущественном возбуждении молекул с целевым изотопом) и последующей многофотонной диссоциацией возбуждённых молекул лазерным излучением. Продукты диссоциации, обогащённые целевым изотопом, конденсируются и осаждаются на коллекторе. Монохроматичность, когерентность, узкополосность лазерного излучения обусловливают резонансный характер поглощения излучения молекулами, высокую эффективность его использования и дают возможность селективно воздействовать на молекулы определённого изотопного состава. Свойственные лазерному излучению чрезвычайно высокие плотности мощности вполне достаточны для поглощения одной молекулой нескольких десятков квантов (многофотонное поглощение) до её спонтанной или индуцированной [c.475]

Диапазон длин волн лазерного излучения, пригодного для селективного фотовозбуждения веществ в ионном, атомарном или молекулярном состоянии, охватывает области спектра от ультрафиолетовой до дальней инфракрасной [139]. Кроме того, известны способы разделения изотопов при использовании различия в колебательновращательных спектрах радиочастотной области [140]. Радиочастотный вариант метода основан на известном явлении парамагнитного резонанса — избирательном поглощении электромагнитных волн парамагнитным веществом, находящемся в магнитном поле. Под действием магнитного поля уровни энергии молекул расщепляются на магнитные поду ровни (эффект Зеемана). При облучении молекул электромагнитным излучением радиочастотного диапазона с энергией, равной щагу магнитного расщепления для молекул с определенным изотопным составом, происходит резонансное поглощение излучения, вызывающее изменение их угловых моментов. При попадании далее смеси веществ в разделяющее магнитное поле наблюдается пространственное разделение молекул, соответствующих различным изотопам. Переход к более длинноволновому диапазону (радиочастотному и микроволновому) позволяет увеличить разрешающую способность благодаря большему различию в спектрах изотопов в этой области по сравнению с видимой или инфракрасной областями. [c.247]

Радиочастотное возбуждение рассматривается как альтернатива лазерному возбуждению в оптической области спектра. Но пока еще недостаточно опубликованных данных, чтобы делать обоснованные выводы об относительных преимуществах того или иного способа возбуждения. Большинство предложенных схем фотохимического разделения по-прежнему основывается на использовании лазеров [141]. Главное внимание уделяется проблеме разделения изотопов урана. Сложности при практической реатизации метода возникают при выборе газообразной химической формы разделяемых изотопов с приемлемыми спектральными характеристиками и соответствующих лазеров. Обсуждаются различные варианты использования летучих молекулярных соединений гексафторида урана, его Р-дикетонатов и атомного пара. Несмотря на большие энергозатраты на испарение металла, пока предпочтение отдается лазерному разделению изотопов в парах металлического урана. При переходе к разделению изотопов других элементов проблема упрощается пропорционально многовариантности выбора летучих соединений и увеличению изотопного сдвига в спектрах поглощения с уменьшением изотопных масс [139]. [c.247]

Полученные результаты могут быть использованы при создании разделительного процесса, основанного на эффекте изотопически-селективной диссоциации молекул ИК излучением, и для других изотопов. В частности, большой интерес представляет метод ИК фотодиссоциации для разработки процессов разделения изотопов водорода, дейтерия и трития. В этом случае необходимо извлекать НОО из Н2О или ВТО из ВгО не из газовой, а из жидкой фазы. Для того, чтобы избежать энергетически совершенно невыгодного испарения воды и синтеза дейтерий- или тритийсодержащих многоатомных молекул, которые можно диссоциировать ИК излучением, предложено использовать метод изотопного обмена [45]. Схема лазерного разделения изотопов методом фотодиссоциации с использованием изотопного обмена показана на рис. 8.1.9. Специально подобранное оптимальное молекулярное соединение РН, содержащее водород и имеющее требуемые для изотопиче-ски-селективной фотодиссоциации параметры, пропускается через лазерную разделительную ячейку, где происходит облучение газа. Частота излучения лазера выбирается, чтобы происходила селективная диссоциация молекул КО или КТ с требуемым коэффициентом селективности. [c.371]

Для многих аналитических задач спектральная селективность лазеров по крайней мере столь же важна, как и интенсивность их излучения. Одним из примеров является спектроскопическое разделение изотопных молекул. Однако при использовании лазеров с фиксированной частотой излучения приходится искать благоприятных совпадений по частоте между лазерными линиями и линиями поглощения молекул. Для большинства ирименений иреимущества, даваемые лазерной спектроскопией, реализуются в полной мере только для перестраиваемых монохроматических лазеров, частоту излучения которых можно изменить таким образом, чтобы она совпадала с центром любой желаемой молекулярной линии. За последние годы в разработке перестраиваемых по частоте лазеров достигнуты значительные успехи и уже имеются несколько коммерческих образцов, перекрывающих спектральные области от ультрафиолетовой до инфракрасной частей спектра. Различные методы перестройки в представляющем интерес спектральном диапазоне обсуждаются в разд. 5.2.2. [c.243]