JPS5926326B2 - Isotope separation method - Google Patents
Isotope separation methodInfo
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- JPS5926326B2 JPS5926326B2 JP51112395A JP11239576A JPS5926326B2 JP S5926326 B2 JPS5926326 B2 JP S5926326B2 JP 51112395 A JP51112395 A JP 51112395A JP 11239576 A JP11239576 A JP 11239576A JP S5926326 B2 JPS5926326 B2 JP S5926326B2
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- B01D—SEPARATION
- B01D59/00—Separation of different isotopes of the same chemical element
- B01D59/34—Separation by photochemical methods
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ある物質を二つまたはそれ以上の部分に分離
し、各部分がその物質に含まれているある元素の異なる
アイソトープをそれぞれ豊富に含むようにする方法に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for separating a substance into two or more parts, each part enriched with a different isotope of an element contained in the substance. .
詳述すれば、本発明は、ガス状の分子を赤外放射によっ
て照射しアイソトープの選択性を利用して励起し、これ
らの分子を同じ放射かまたは励起状態化学反応の何れか
によって変換し、既知の技術によって生成物を分離でき
るようにする方法に関する。Specifically, the present invention involves irradiating gaseous molecules with infrared radiation to excite them using isotopic selectivity, converting these molecules either by the same radiation or by excited state chemical reactions, It relates to a method allowing products to be separated by known techniques.
本発明は、限定するものではないが、ウランの主要なア
イソトープの分離に有用である。The present invention is useful, but not exclusively, in the separation of major isotopes of uranium.
本発明は、ライオン(Lyon )のアメリカ特許第3
937956号およびその部分継続出願第570849
号(1975年4月23日出願)に関連する。The present invention is based on Lyon U.S. Patent No. 3.
No. 937956 and its continuation in part No. 570849
No. (filed April 23, 1975).
すなわち第一の段階においてアイソトープ混合物中の1
種類のアイソトープを選択的に励起するのに赤外光子吸
収を利用し、第二の段階において前記の励起されたアイ
ソトープを前記の混合物から回収できるような形態に変
換するアイソトープ分離方法に関する。1 in the isotope mixture in the first step.
The present invention relates to a method for isotope separation that utilizes infrared photon absorption to selectively excite different isotopes, and in a second step converts said excited isotopes into a form such that they can be recovered from said mixture.
本発明を完全に理解するためには、従来の光化学的アイ
ソトープ分離技術を知っている必要がある。To fully understand the present invention, one must be familiar with conventional photochemical isotope separation techniques.
アメリカ特許第2713025号およびイギリス特許第
1237474号は、水銀のアイソトープの光化学的分
離法の好例である。US Pat. No. 2,713,025 and British Patent No. 1,237,474 are good examples of methods for photochemical separation of mercury isotopes.
アイソトープを光化学的に分離するためには、与えられ
た元素の一つのアイソトープの原子または分子が、その
元素の別のアイソトープの原子または分子よりも強く光
を吸収するような条件を見出さなければならない。To separate isotopes photochemically, conditions must be found such that atoms or molecules of one isotope of a given element absorb light more strongly than atoms or molecules of another isotope of that element. .
水銀は揮発性の金属であり、容易に原子の蒸気を形成す
る。Mercury is a volatile metal and easily forms atomic vapor.
これらの原子は2537Aの紫外光を吸収する。These atoms absorb 2537A ultraviolet light.
Hg202の吸収線はHg200の吸収線に対して約0
.01Aだけ偏位している。The absorption line of Hg202 is approximately 0 compared to the absorption line of Hg200.
.. It is deviated by 01A.
吸収線は極めて狭いから、極めて狭い波長領域内の光を
用いることによって、Hg200またはHg202の何
れか一方を励起することができる。Since the absorption line is extremely narrow, either Hg200 or Hg202 can be excited by using light within an extremely narrow wavelength range.
またアイソトープを光化学的に分離するためには、光に
よって励起された原子または分子に対して、励起されな
かった原子または分子が影響を受けないかまたは少なく
とも急速には影響を受けないような若干の処理を行なう
必要がある。Also, in order to photochemically separate isotopes, atoms or molecules that are excited by the light must be given a small amount of light to which the unexcited atoms or molecules are unaffected or at least not rapidly affected. It is necessary to carry out processing.
2537Aの紫外光の量子は、それを吸収する水銀原子
に112.7Kca11モルの励起を与える。A quantum of ultraviolet light from 2537A provides 112.7 Kcal 11 moles of excitation to the mercury atom that absorbs it.
室温においてこのエネルギーまで熱的に励起される水銀
原子の数は極めて少なく、従って光によって励起された
原子が熱的に励起された原子によって稀釈されることは
ない。The number of mercury atoms that are thermally excited to this energy at room temperature is extremely small, so atoms excited by light are not diluted by thermally excited atoms.
この高励起原子は容易にH2Oと反応する(前記のアメ
リカ特許第2713025号参照)か、または02、H
CIまたはブタジェンと反応(前記のイギリス特許参照
)するが、これらの反応は非励起水銀の場合には室温で
は生じないのである。This highly excited atom readily reacts with H2O (see US Pat. No. 2,713,025, supra) or 02, H2O.
It reacts with CI or butadiene (see the British patent cited above), but these reactions do not occur at room temperature in the case of unexcited mercury.
しかし、ウランは高耐熱金属であり、極めて高温でしか
沸騰しない。However, uranium is a highly heat-resistant metal and only boils at extremely high temperatures.
従って、水銀ではなく、ウラン原子に対して上記の方法
を適用することは明らかに困難を伴なう。Therefore, it is clearly difficult to apply the above method to uranium atoms rather than mercury.
ウランの中で最も揮発性の形状はUF6である。The most volatile form of uranium is UF6.
U235F6とU2”8F”、は共に紫外光を吸収し、
この吸収が紫外光のすべての波長において全く同じ程度
であるために、UF6の紫外光励起は光化学的アイソト
ープ分離の第一の要求を満足し得ないことになる。Both U235F6 and U2"8F" absorb ultraviolet light,
Since this absorption is exactly the same at all wavelengths of ultraviolet light, ultraviolet light excitation of UF6 cannot satisfy the first requirement of photochemical isotope separation.
しかし、UF6は626crI′L−1(ν3帯)およ
び189儂二1(ν4帯)附近の領域の赤外光をも吸収
する。However, UF6 also absorbs infrared light in the region around 626crI'L-1 (v3 band) and 189crI'L-1 (v4 band).
U235F6のν3およびν4帯は、共にU 238
p6のν3およびν4帯に対して高いエネルギーの方に
若干移動しているが、これらの移動量は帯域幅に比して
小さい。The ν3 and ν4 bands of U235F6 are both U238
There is a slight shift toward higher energies relative to the ν3 and ν4 bands of p6, but these shifts are small compared to the bandwidth.
換言すればU238F6およびU235 p6の赤外吸
収スペクトルは正確には一致していないが、すべての波
長において重なっているので、一方のアイソトープが光
を吸収すると他方も同程度に吸収する。In other words, the infrared absorption spectra of U238F6 and U235 p6 do not exactly match, but they overlap at all wavelengths, so when one isotope absorbs light, the other also absorbs to the same extent.
従って単一の赤外光子の吸収によるUF6の赤外励起は
、限定されたアイソトープの選択性を利用する方法であ
る。Infrared excitation of UF6 by absorption of a single infrared photon is therefore a method that takes advantage of limited isotopic selectivity.
段階的にアイソトープ分離を行なう手段は既知であるか
ら、この限られた選択性を利用することも可能ではある
が、UF6の場合にはアイソトープ分離の第二の要求を
満たすことにも若干の困難がある。Since the means of stepwise isotope separation are known, it is possible to take advantage of this limited selectivity, but in the case of UF6, there are also some difficulties in satisfying the second requirement of isotope separation. There is.
すなわち赤外光の単一光子によって励起されたUF6は
少量のエネルギーを受けるが、励起されない分子とほと
んど変らない。That is, UF6 excited by a single photon of infrared light receives a small amount of energy, but it is almost the same as an unexcited molecule.
従って励起されない分子を残して励起された分子だけを
変換しようとすれば、分子のエネルギー含有量に対して
高度に微妙な変換手段が必要となる。Therefore, if one attempts to convert only excited molecules while leaving unexcited molecules, a highly sensitive conversion means is required for the energy content of the molecules.
光子励起によって与えられるエネルギーは小さく、分子
が同じエネルギーレベルまで熱的に励起されることから
、別の困難も存在する。Another difficulty exists because the energy provided by photon excitation is small and molecules are thermally excited to the same energy level.
それ(丸もしある群の分子がそれぞれ赤外光子を吸収す
るものとすれば、アイソトープ的な選択性を伴って光励
起されたこれらの分子は、非選枦性の熱励起によって生
じ・る分子によって稀釈されてしまうようになる。(If each molecule in a group absorbs an infrared photon, then those molecules that are photoexcited with isotopic selectivity are It becomes diluted.
光励起された分子は急速に消滅してしまうが、熱的に励
起される分子は引続き補充されるから、励起後時間が経
過するにつれて選択的に励起された分子の、非選択的に
励起された分子による稀釈が進行する。Photoexcited molecules quickly disappear, but thermally excited molecules continue to be replenished, so that as time passes after excitation, the selectively excited molecules become non-selectively excited molecules. Dilution by molecules proceeds.
この望ましくない稀釈を最低にするためには、明らかに
励起と変換との間の時間遅れを小さくする必要がある。In order to minimize this undesired dilution, it is clearly necessary to reduce the time delay between excitation and conversion.
分子に一つ以上の赤外光子を吸収させるような照射状態
であれば、分子は熱的手段によって増殖されるものより
も充分に高いエネルギーレベルまで励起される。Irradiation conditions that cause a molecule to absorb one or more infrared photons will excite the molecule to a sufficiently higher energy level than that propagated by thermal means.
事実、分子は解離限界まで励起することができる。In fact, molecules can be excited to the dissociative limit.
多光子吸収を行なわせるためには、少なくとも二つの制
限要因を打破しなければならない。In order to perform multiphoton absorption, at least two limiting factors must be overcome.
すなわち第一に、励起プロセスを種々の分子緩和プロセ
スよりも速くしなければならないことであり、第二に、
分子振動の非調和特性すなわち非調和性を打開するのを
助けるプロセスを考案しなければならないことである。Firstly, the excitation process must be faster than the various molecular relaxation processes; secondly,
Processes must be devised to help overcome the anharmonic properties of molecular vibrations.
第一の問題の解決法は、励起パルス幅を関連する緩和時
間よりも短かくすることである。A solution to the first problem is to make the excitation pulse width shorter than the associated relaxation time.
第二の問題の解決法は多い。アメリカ特許第39379
56号には非調和性を打開できる手段が開示されている
。There are many solutions to the second problem. U.S. Patent No. 39379
No. 56 discloses a means to overcome the anharmonicity.
この手段は赤外光子の吸収の間の回転緩和を促進させる
第二のガスを用いている。This means uses a second gas to promote rotational relaxation during absorption of infrared photons.
別の方法は、単一の正確な波長ではなくnレベルの非調
和性を打開するような有限範囲の波長を放出するレーザ
ーを用いることである。Another method is to use a laser that emits not a single precise wavelength but a finite range of wavelengths that overcome n-level anharmonicity.
最後に、多光子吸収はパワーを増大させることによって
達成が可能であり、このパワー増強限度はレーザーによ
って特定のガス種またはガス種の混合体に誘導されるブ
レークダウンの閾値によって定まる。Finally, multiphoton absorption can be achieved by increasing the power, the power enhancement limit being determined by the breakdown threshold induced by the laser in a particular gas species or mixture of gas species.
本発明は、非調和性を打破して多光子吸収を可能にし、
単一光子吸収に比して大きいアイソトープの濃縮を達成
する別の方法をも教示するものである。The present invention enables multiphoton absorption by breaking anharmonicity,
Alternative methods of achieving greater isotope enrichment relative to single photon absorption are also taught.
本発明は二段階のプロセスであり、第一段階はアイソト
ープの選択的励起と変換の組合せであり、第二の段階は
既知の技術により励起されない分子から変換された分子
を回収および分離することである。The present invention is a two-step process, where the first step is a combination of selective excitation and conversion of isotopes, and the second step is the collection and separation of converted molecules from unexcited molecules by known techniques. be.
この励起および変換の組合せ段階は、分離すべきアイソ
トープを含む元素のガス状の分子を2種の異なる波長の
赤外放射によって同時に照射することによって遂行する
。This combined excitation and conversion step is accomplished by simultaneously irradiating gaseous molecules of the element containing the isotopes to be separated with infrared radiation of two different wavelengths.
これらの放射の一つは、その波長をこれらの分子の吸収
帯(これはその元素の原子の関与による分子運動のモー
ドに一致する)に一致させなければならないから、共鳴
放射と呼ぶことができる。One of these radiations can be called resonant radiation, since its wavelength must match the absorption band of these molecules (which corresponds to the mode of molecular motion due to the participation of the atoms of that element) .
上記のガス状分子がUF6であれば、1888〜185
2crrL−1,1300〜1280cIIL−1,1
170〜1143儂 、636〜613CrrL−1お
よび196〜186crIL ’ の範囲の波長0一つ
を有する共鳴放射を使用することが好ましい。If the above gaseous molecule is UF6, 1888-185
2crrL-1,1300-1280cIIL-1,1
Preference is given to using resonant radiation with wavelengths in the range 170-1143°, 636-613crL-1 and 196-186crIL'.
共鳴放射は大パワーである必要はない。Resonant radiation does not need to be very powerful.
第二の放射は非共鳴放射と呼ぶことができ、大パワーが
必要である。The second radiation can be called non-resonant radiation and requires high power.
すなわち分子に与える共鳴放射のパワー密度は106ワ
ツト/crtl、 好ましくは107ワツト/crA、
より好ましくは108ワツ)/cr7を以上にしなけれ
ばならない。That is, the power density of the resonant radiation imparted to the molecules is 106 Watts/crtl, preferably 107 Watts/crA,
More preferably, the ratio should be 108 watts)/cr7 or more.
非共鳴放射の波長と分子の吸収帯との間に関連を持たせ
る必要はなく、従ってどのような高出力レーザーでも使
用できる。There is no need for a relationship between the wavelength of the non-resonant radiation and the absorption band of the molecule, so any high power laser can be used.
しかし、この大パワー放射の周波数は、小パワー放射に
よって励起された分子の共鳴に接近させることが好まし
い。However, the frequency of this high power radiation is preferably brought close to the resonance of the molecules excited by the low power radiation.
高効率であることから、CO2、CO,HFおよびDF
レーザーが好ましい。Due to its high efficiency, CO2, CO, HF and DF
Lasers are preferred.
また分子を照射する時間は、10−5秒下、好ましくは
10−6秒以下、最も好ましくは10−7秒以下とする
。The time for irradiating the molecules is less than 10-5 seconds, preferably less than 10-6 seconds, and most preferably less than 10-7 seconds.
好ましい変換モードは単分子分解であり、照射された分
子が分解するのに充分なエネルギーを受けることである
。The preferred mode of transformation is unimolecular decomposition, in which the irradiated molecules receive sufficient energy to decompose.
しかし、照射された分子が受けるエネルギーが、分解に
は不充分であるが照射された体積の中に存在する他のガ
ス状分子と反応する量である場合も、本発明の範囲に含
まれる選択的に励起された分子を化学的に変換するプロ
セスの例が、前記のアメリカ特許第3937956号等
に示されている。However, it is also an option within the scope of the present invention if the energy received by the irradiated molecules is insufficient for decomposition, but for reaction with other gaseous molecules present in the irradiated volume. Examples of processes for chemically converting physically excited molecules are shown in the aforementioned US Pat. No. 3,937,956 and others.
励起・変換段階の最も簡単な形態は逐次プロセスである
。The simplest form of excitation/conversion step is a sequential process.
共鳴放射が分子をアイソトープ的に選択励起する。Resonant radiation selectively excites molecules isotopically.
励起された分子のそれ以上の励起に利用できる振動状態
の密度は、励起されない分子よりも大きく、従って大パ
ワー非共鳴放射を吸収し易くなり、分解するようになる
。The density of vibrational states available for further excitation of an excited molecule is greater than that of an unexcited molecule, and thus is more likely to absorb and decompose high power non-resonant radiation.
因みに大パワー非共鳴放射とは分子の基本振動によって
吸収されない放射を意味している。Incidentally, high power non-resonant radiation refers to radiation that is not absorbed by the fundamental vibrations of molecules.
しかしこの説明では、大パワー非共鳴放射が共鳴放射の
吸収に影響を与えないものとする。However, this description assumes that high power non-resonant radiation does not affect the absorption of resonant radiation.
このことが有効であるような状態の下で操作することは
本発明の範囲に入るものであるが、大パワー非共鳴放射
がアイソトープ選択性をそこなうことなく共鳴放射の吸
収と重大な相互作用をもたらすような状態を利用するこ
とも本発明の範囲に入る。Although it is within the scope of the present invention to operate under conditions where this is effective, high power non-resonant radiation can significantly interact with the absorption of resonant radiation without compromising isotope selectivity. It is also within the scope of the present invention to utilize such conditions.
さらに、放射の直接吸収に関していえば多光子振動励起
と同じ結果が得られるように、大出力レーザー非共鳴放
射をラマンプロセスに従って非弾性的に散乱させること
も本発明の範囲に入ることを理解されたい。Furthermore, it is understood that it also falls within the scope of the present invention to inelastically scatter high-power laser non-resonant radiation according to the Raman process, so that the same result as multiphoton vibrational excitation can be obtained when it comes to direct absorption of radiation. sea bream.
大量の光子が生産される場合には、これは、低生産時に
観測されるよりも大きい断面を有する刺激散乱プロセス
に近づく。If large amounts of photons are produced, this approaches a stimulated scattering process with a larger cross section than observed at low production.
分子の状態が高密度であることから、共鳴ラマン効果プ
ロセスが優勢となる。Due to the high density of molecular states, resonance Raman effect processes dominate.
以上の説明から、本発明と従来技術との相違が容易に理
解できよう。From the above description, the differences between the present invention and the prior art will be easily understood.
すなわちアメリカ特許第3443087号には、赤外線
レーザーを用いて一方を選択的に励起し、ついで励起さ
れた分子を紫外光で電離させ、電界および磁界の両方ま
たは一方、あるいは化学反応によりイオンを回収するこ
とによってU235F6をU238F6から分離するこ
とカ開示されている。That is, US Pat. No. 3,443,087 discloses that an infrared laser is used to selectively excite one of the molecules, the excited molecules are then ionized with ultraviolet light, and the ions are recovered by an electric field and/or a magnetic field, or by a chemical reaction. It is disclosed that U235F6 can be separated from U238F6 by.
アメリカのユニオン・カーバイト・コーポレーション・
ニュークリア・ティビジョンのオークリッジ・ガシアス
・ディフュージョン・プラントのレヴユー(1972年
3月15出に−L−3054、改訂1.29頁)に所載
のファーラーおよびスミスの論文「光化学的アイソトー
プ分離のウランへの適用」によれば、上記の特許の第二
段階の光電離法は実際的に不都合であるという。Union Carbide Corporation of America
Farrar and Smith's paper ``Photochemical Isotope Separation'' published in Nuclear Tivision's Oak Ridge Gaseous Diffusion Plant Review (March 15, 1972 - L-3054, revised p. 1.29). According to ``Application to Uranium'', the second-stage photoionization method in the above patent is practically inconvenient.
代りに単一の紫外光子による光解離を示唆している。Instead, it suggests photodissociation by a single ultraviolet photon.
イギリス特許第1284620号、ドイツ特許第195
9767および第2150232号には、赤外放射を用
いて分子を選択的に励起し、それらを化学反応させる(
励起されない分子の反応はよりゆっくりとなる)方法が
開示されている。British Patent No. 1284620, German Patent No. 195
No. 9767 and No. 2150232 describe the use of infrared radiation to selectively excite molecules and cause them to react chemically (
A method is disclosed in which unexcited molecules react more slowly.
この反応の一つの例だけが示されているに過ぎず、それ
はU(BH4)4の熱的分解である。Only one example of this reaction is shown, and that is the thermal decomposition of U(BH4)4.
上記の全参照文献では、光励起段階において分子に与え
られるエネルギーは一つの赤外光子のそれであることが
明白であり、一方本発明では、分子は複数の赤外光子の
エネルギーを与えられる。In all the above references it is clear that the energy imparted to the molecule in the photoexcitation step is that of one infrared photon, whereas in the present invention the molecule is imparted with the energy of multiple infrared photons.
複数の赤外光子を用いる文献もある。Some literature uses multiple infrared photons.
アメリカ特許第3937956号には、アイソトープを
分離しようとする元素を含むガス状化合物の分子をトル
圧当り少なくとも104ワツ)/crtiの所要大パワ
ー密度の共鳴赤外放射によってアイソトープ選択的に励
起する方法が開示されている。U.S. Pat. No. 3,937,956 discloses a method for isotope-selectively exciting molecules of a gaseous compound containing the element whose isotopes are to be separated by resonant infrared radiation at a required high power density of at least 104 W/crti torr pressure. is disclosed.
アムバルツミアン等(ンヴイエト・フィジックス、JE
TP21.375.1975)、およびライマン等(ア
プライド・フィジックス、レター27.87.1975
)の論文によれば、SF6のアイソトープ選択性分解は
109ワツ) /CWtのパワー密度で行なわれること
が報告されている。Ambartumian et al. (Nveet Physics, JE
TP21.375.1975), and Lyman et al. (Applied Physics, Letter 27.87.1975
) reports that isotope-selective decomposition of SF6 is carried out at a power density of 109W)/CWt.
これらの参照文献は、使用者に対して共鳴波長で作動す
る大出力レーザーを用いるべきことを要求している。These references require the user to use high power lasers operating at resonant wavelengths.
本発明はこれらの文献とは明らかに異なるものであり、
有利である。The present invention is clearly different from these documents,
It's advantageous.
すなわち、本発明では大出力レーザーはどのような波長
で作動するものであってもよく、最も効率的なレーザー
動作を行なわせることが可能である。That is, in the present invention, the high-power laser may operate at any wavelength, and it is possible to perform the most efficient laser operation.
大パワー赤外放射を発生する際の効率および価格は、レ
ーザーを作動させるべき波長に鋭敏であることは知られ
ている。It is known that the efficiency and cost of producing high power infrared radiation is sensitive to the wavelength at which the laser is operated.
本発明では、共鳴放射すなわち分離するアイソトープを
含む分子に整合させるべき放射は小パワーで発生すれば
よいのである。In the present invention, resonant radiation, that is, radiation to be matched to the molecules containing the isotopes to be separated, need only be generated with low power.
例
アイソトープが天然分布しているウラン鉱を、既知の技
術によってUF6に変換する。EXAMPLE Uranium ore, in which the isotope is naturally distributed, is converted to UF6 by known techniques.
このUF6を、636〜613cm、’ の波長範囲の
赤外小パワー共鳴放射および少なくとも108 ワット
/cnf。This UF6 has an infrared low power resonant emission in the wavelength range of 636-613 cm,' and at least 108 Watts/cnf.
以上のパワー密度のCo2レーザーからの赤外放射によ
り10−5秒以下の時間にわたって同時に照射し、それ
によってUF6をアイソトープ選択的に分解する。Simultaneous irradiation with infrared radiation from a Co2 laser of power density greater than or equal to 10-5 seconds for a time period of less than 10-5 seconds, thereby isotope-selectively decomposing UF6.
小パワー共鳴放射は、それによって分子が励起され非共
鳴大パワー放射を吸収できるよう充分に強くすべきであ
るが、その強さはアイソトープ選択性がそこなわれるよ
うなレベル拡大を生じる値を超えてはならない。The low-power resonant radiation should be strong enough to excite the molecule and absorb the non-resonant high-power radiation, but the strength must not exceed a value that would cause level expansion such that isotope selectivity is impaired. must not.
UF6のν3遷移すなわち636〜613cIfL−1
に対しては、この強さは100ワツト104〜106
ワット/cmの範囲に制限される。ν3 transition of UF6, i.e. 636-613cIfL-1
For, this strength is 100 watts 104~106
Limited to the range of Watts/cm.
大パワー放射は、それによってレベル拡大を生じて小パ
ワー放射だけによって得られるアイソトープ選択性をそ
こなうことがないような周波数および強さとすべきであ
る。The high power radiation should be of such frequency and intensity that it does not cause level expansion and compromise the isotope selectivity obtained with the low power radiation alone.
大パワー放射の周波数は、小パワー放射によって励起さ
れる分子の共鳴に接近させることが好ましい。Preferably, the frequency of the high power radiation approaches the resonance of the molecules excited by the low power radiation.
小および大パワー両放射の波長、帯域幅、エネルギー、
パルス幅およびパルス繰返し特性は、最適のアイソトー
プ分離状態で最大の生産が得られるように調整すべきで
ある。Wavelengths, bandwidths, energies of both small and high power radiation,
Pulse width and pulse repetition characteristics should be adjusted to obtain maximum production with optimal isotope separation conditions.
ついで、分解した分子を分解されていない分子から分離
して、アイソトープ的に濃縮されたウランと空乏化した
ウランとを形成する。The decomposed molecules are then separated from the undecomposed molecules to form isotopically enriched and depleted uranium.
この分離および回収は既知の技術によって行なう。This separation and recovery is performed by known techniques.
段階的なアイソトープ分離技術は既知であり、空乏化し
たウランをさらに空乏化したり、あるいは濃縮化したウ
ランを更に濃縮したい場合には、既知の技術によって分
離プロセスを反覆すればよい。Stepwise isotope separation techniques are known, and if it is desired to further deplete depleted uranium or further enrich enriched uranium, the separation process can be repeated using known techniques.
Claims (1)
のガス状化合物に適用する方法であって、前記の化合物
の分子に波長の異なる二つの赤外放射を同時に10−5
秒以下の時間放射し、第一の放射の波長を前記の化合物
の吸収帯に一致させ(この吸収帯自体は前記の元素の原
子が関与する分子運動のモードに一致する)、第二の放
射のパワー密度を106 ワット/cst以上とし、そ
れによって前記の化合物のアイソトープを選択的に励起
して変換し、ただしこの変換は分解または第二のガスと
の反応の何れかとし、そして変換された分子を既知の技
術によって変換されていない分子から分離し回収する諸
段階から成る方法。 2 前記の第一の放射を、分子を励起してその分子に第
二の放射を吸収させ得るように充分に強くするが、アイ
ソトープ選択性を阻害するレベル拡大を生じる強さより
は低くすることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
載の方法。 3 前記のガス状化合物がウランの化合物であることを
特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項に記載の
方法。 4 パワー密度を107 ワット/crAより大きくし
、照射時間を10−7秒より短かくすることを特徴とす
る特許請求の範囲第3項に記載の方法。 5 パワー密度を108 ワット/lstより大きくし
、照射時間を10−6秒より短かくすることを特徴とす
る特許請求の範囲第3項に記載の方法。 6 前記の第二の放射をCO2、C01HFまたはDF
のレーザーによって発生させることを特徴とする特許請
求の範囲第4項に記載の方法。 7 前記の第二の放射をCO2レーザーによって発生さ
せることを特徴とする特許請求の範囲第6項に記載の方
法。 8 前記のウランの化合物がUF6であることを特徴と
する特許請求の範囲第3項に記載の方法。 9 前記の第一の放射の波長が、1880〜1852c
rrL−1,1300〜1280cIn−1,1170
〜1143cIn−1,636〜613cTl−1、お
よび196〜186C111” の何れかの範囲内であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第8項に記載の方法
。 10 前記のガス状化合物がUF6であり、前記の第
一の放射の波長が636〜513m’ の範囲内である
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。 11 前記の第一の放射の強さが100ワツト/cr
A〜106 ワット/crltの範囲内であることを特
徴とする特許請求の範囲第2項または第10項に記載の
方法。[Scope of Claims] 1. A method for separating isotopes of an element, which is applied to a gaseous compound of the element, wherein the molecules of the compound are simultaneously exposed to two infrared radiations of different wavelengths at 10-5
emitting for a time subsecond, the wavelength of the first radiation matching an absorption band of said compound (which absorption band itself corresponds to a mode of molecular motion involving the atoms of said element); and a second radiation. at a power density of 106 Watts/cst or higher, thereby selectively exciting and converting isotopes of the compound, provided that the conversion is either by decomposition or reaction with a second gas, and the converted A method consisting of steps in which molecules are separated and recovered from unconverted molecules by known techniques. 2. The first radiation is of sufficient intensity to excite molecules that cause them to absorb the second radiation, but less than the intensity that would result in level expansion that would inhibit isotope selectivity. A method according to claim 1, characterized in: 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the gaseous compound is a uranium compound. 4. A method according to claim 3, characterized in that the power density is greater than 107 Watts/crA and the irradiation time is less than 10-7 seconds. 5. A method according to claim 3, characterized in that the power density is greater than 108 watts/lst and the irradiation time is less than 10-6 seconds. 6 The above second radiation is CO2, CO1HF or DF.
The method according to claim 4, characterized in that the generation is performed by a laser. 7. A method according to claim 6, characterized in that said second radiation is generated by a CO2 laser. 8. The method according to claim 3, characterized in that the uranium compound is UF6. 9. The wavelength of the first radiation is 1880-1852c.
rrL-1, 1300-1280cIn-1, 1170
1143cIn-1, 636-613cTl-1, and 196-186C111''. 10. The method according to claim 8, wherein the gaseous compound is 11. A method according to claim 1, characterized in that the wavelength of said first radiation is in the range 636-513 m'.11. /cr
11. A method according to claim 2 or claim 10, characterized in that it is in the range of A to 106 watts/crlt.
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