Лазерное разделение изотопов

Рис. 8.1. Схема устройства для лазерного разделения изотопов

Создание неравновесности с помощью лазеров и осуществление на этой основе высокоселективных химических реакций, например лазерное разделение изотопов, рассматривается сейчас как одно из наиболее интересных направлений современной газофазной кинетики. [c.66]

Можно ожидать, что лазеры в качестве источников света найдут широкое применение в промышленном синтезе. Однако необходимые мощные лазеры до сих пор отсутствуют в продаже, и лазерные методики ограничиваются в промышленности избирательным разделением молекул и атомов. Примером такого использования служит фотохимическое разделение изотопов. Лазерное разделение изотопов зависит от сдвигов в спектре оптического поглощения в результате изотопного замещения. [c.286]

Высокий коэффициент разделения может быть достигнут в одной стадии при использовании любого из указанных процессов. Дженсеном и др. [6.14] недавно была составлена таблица успешных экспериментов по лазерному разделению изотопов стабильных элементов (табл. 6.1). Обсудим некоторые характерные примеры из этой таблицы по обогащению изотопов с помощью лазеров. [c.256]

Двухступенчатый фотолиз, по всей вероятности, более объемлющий химический процесс для лазерного разделения изотопов, поскольку в этом случае селективность обеспечивается начальной [c.256]

Недавнее открытие явления множественного поглощения молекулой инфракрасных (ИК) квантов [6.15—6,17] привело к многочисленным впечатляющим демонстрациям лазерного разделения изотопов. Некоторые работы приведены в табл, 6.1, Усилиями советских и немецких ученых производительность этого процесса недавно была доведена до уровня 1 г/день для 5Ре, Однако для проблемы разделения изотопов урана более существенна не демонстрация разделения изотопов серы, а потенциальные возможности, которыми обладает метод. Теперь стало ясно, что многоатомные молекулы могут селективно поглощать значительную колебательную энергию. Этот факт может быть использован ири разработке усовершенствованных процессов разделения изотопов ураиа. [c.258]

Быстрое развитие в последние годы исследований в области лазеров ИК- и ДИК-диапазонов спектра, несомненно, приведет к существенному увеличению масштабов использовапия этих лазеров, которые уже сейчас с успехом применяются в исследованиях лазерного разделения изотопов, плазмы, в различных вариантах метода спектроскопии двойных резонансов. Следует заметить, что сама генерация вынужденного ИК- и ДИК-излучения может быть эффективным методом изучения свойств колебательных н вращательных состояний, кинетики релаксационных пропессов в молекулах органических соединений, знание которых необходимо как для развития этой области квантовой электроники, так и для исследований, связанных с ИК-лазерной фотохимией и селективным воздействием лазерного излучения на вещество. [c.198]

Принципы лазерного разделения изотопов [c.357]

Потенциальные преимущества лазерного разделения изотопов. Рассмотрим кратко потенциальные преимущества лазерных методов разделения изотопов по сравнению с традиционными [11, 23]. [c.360]

Лазерное разделение изотопов на основе ступенчатой ионизации атомов представляется универсальным и селективным, но вместе с тем и достаточно сложным процессом разделения вещества на атомном уровне. По сравнению с описываемыми ниже процессами, основанными на фотодиссоциации молекул, он имеет следующие недостатки необходимость испарения вещества, требующего иногда высокой температуры необходимость высокой частоты повторения лазерных импульсов из-за быстрого ухода атомов из облучаемой [c.365]

Лазерное разделение изотопов в атомарном паре элементов [c.374]

Если лазер настраивается на поглощение F l (A = 605,4 нм), то получаемый дихлорэтен будет обогащен по хлору С1 примерно в 20 раз по сравнению с природным содержанием изотопа. Основным стимулом для разработки методов лазерного разделения изотопов послужила потребность в уране для [c.287]

Обогащение дейтерия и изотопа выполнено при селективном фотолизе формальдегида. Молекула НзСО удачна для фотохимии тем, что ее предиссоциационный переход из верхнего возбужденного состояния имеет значительное время жизни, что обусловливает малую ширину линии возбуждения, много меньшую, чем изотопический сдвиг между соответствующими уровнями. Используя такие оптические разрешенные линии, можно селективно облучать молекулы и переводить соответствующие изотопы в продукты фотолиза СО и Нз. Физическое отделение продуктов фотолиза от формальдегида не представляет сложностей. Процесс молекулярной предиссоциации в лазерном разделении изотопов примечателен тем, что в нем селективность и энергию, необходимую для диссоциации, можно обеспечить в одной ступени одним лазером. [c.256]

Таблица 6.1. Данные экспериментов по лазерному разделению изотопой

Работы LASL и LLL по ЛРИ урана общеизвестны, так чго только самые основные положения и технология будут обсуждаться ниже. Технология и результаты многочисленных экспериментов по лазерному разделению изотопов других элементов будут привлекаться лишь с тем, чтобы облегчить восприятие работ по лазерному разделению изотопов урана. [c.259]

Детальные требования к характеристикам используемых лазеров могут быть сформулированы лишь после того, как выбран сам процесс лазерного разделения изотопов. Остановимся только на некоторых моментах, имеюших общий характер. [c.273]

Если проводимый процесс однофотониый, как, например, пре-диссоциация или бимолекулярные химические реакции, то можно использовать любой подходящий лазер импульсного и непрерывного действия. Для миогоквантовых процессов диссоциации необходимы только импульсные лазеры. По своей природе лазеры являются существенно неравновесными устройствами, и подавляющее их большинство имеет импульсный режим работы. Это оказывается вполне достаточным для лазерного разделения изотопов. Частота следования импульсов лазера обычно определяется из условий полной смены исходного газа за время между импульсами. [c.273]

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]

Главы 7 и 8 включены практически без изменения, добавлен лишь раздел 8.2 Лазерное разделение изотопов в атомарном паре элементов , написанный профессором И. С. Григорьевым (Курчатовский институт) с сотрудниками. Раздел достаточно полно отражает научные и технические аспекты так называемой Авлис -технологии. [c.6]

Первый эксперимент по разделению изотопов методом ИК-УФ двухступенчатой селективной фотодиссоциации был выполнен в 1972 г. [36] с молекулами и которые во-первых, можно изотонически возбуждать излучением СОг-лазера и для которых, во-вторых, хорошо изучены спектры поглощения в ИК и УФ областях и фотохимическое разложение. В первых экспериментах в 1972 г. с молекулами и коэффициент разделения изменялся в диапазоне 2,5 -ь 6 [36]. Этот эксперимент позволил доказать принципиальную осуществимость лазерного разделения изотопов методом фотодиссоциации, выявить потенциальные преимущества и ограничения этого метода [ 11 ]. [c.366]

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]

Другие методы. Во время бума исследований по лазерному разделению изотопов в 70-х годах было предложено и продемонстрировано в лабораторных условиях множество различных схем. Например, была предложена [51] и реализована [52] изотопически-селективная фотопредис-социация формальдегида. Эта простая однофотонная, но не универсальная [c.372]

В описанных методах лазерного разделения изотопов используют три различных типа лазеров с высокой частотой повторения импульсов, которые можно назвать базовыми для соответствующих методов разделения лазеры на красителях видимого диапазона, УФ эксимерные лазеры и ИК СОг-лазеры в сочетании с различными методами преобразования частоты. По мере того, как эти типы лазеров превращаются в высоконадёжные системы с уровнями средней мощности > 10 кВт и появляются новые лазеры, например, твердотельные лазеры с накачкой решётками лазерных диодов, растут возможности промышленного использования описанных методов лазерного разделения изотопов. [c.374]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология