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JPS605330B2 - Isotope separation device - Google Patents
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JPS605330B2 - Isotope separation device - Google Patents

Isotope separation device

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Publication number
JPS605330B2
JPS605330B2 JP21215081A JP21215081A JPS605330B2 JP S605330 B2 JPS605330 B2 JP S605330B2 JP 21215081 A JP21215081 A JP 21215081A JP 21215081 A JP21215081 A JP 21215081A JP S605330 B2 JPS605330 B2 JP S605330B2
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isotope
laser
wavelength
separated
diode laser
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宏爾 篠原
武志 赤松
陽一 植田
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (a} 発明の技術分野 この発明は、同位体分離装置に係り、特に赤外線レーザ
光を用いてウラン同位体を高効率で分離できる新しい同
位体分離装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] (a) Technical Field of the Invention This invention relates to an isotope separation device, and more particularly to a new isotope separation device that can separate uranium isotopes with high efficiency using infrared laser light. .

‘b} 技術の背景 ウランの同位体を分離する手法として従来一般には遠心
分離法や拡散法が実用されているが、膨大な設備を必要
とする点と、分離効率が悪い点で改善が望まれている。
'b} Technical Background Conventionally, centrifugation and diffusion methods have been used to separate uranium isotopes, but improvements are needed as they require a huge amount of equipment and have poor separation efficiency. It is rare.

一方、そのような同位体の質量の差を利用した周知の分
離法に代って、最近では、ガス状態の同位体化合物に赤
外線レーザ光を照射して分離すべき同位体を選択的に励
起し、しかる後励起された同位体を化学的もしくは物理
的に分離する手法が提案されている。‘c} 従来技術
と問題点 上記しーザ光を利用した同位体分離法は、原理的には、
UF6(六フツ化ウラン)分子の最も強い赤外線吸収帯
が、16Amの波長範囲にあり、かっこのUF6を60
K以下の温度に冷却した時、同位体シフトによって擬U
F6と238UF6の吸収波長に微小な差が生じ、擬U
F6の選択的励起が可能になるという理論に立脚してい
る。
On the other hand, in place of the well-known separation method that utilizes the difference in mass between isotopes, recently, isotope compounds in a gaseous state are irradiated with infrared laser light to selectively excite isotopes to be separated. However, methods have been proposed in which the excited isotopes are then chemically or physically separated. 'c} Conventional technology and problems In principle, the isotope separation method using Caesar light is as follows:
The strongest infrared absorption band of the UF6 (uranium hexafluoride) molecule is in the wavelength range of 16 Am, and the UF6 in parentheses is 60
When cooled to a temperature below K, due to isotope shift, pseudo-U
There is a slight difference in the absorption wavelength of F6 and 238UF6, resulting in pseudo-U
It is based on the theory that selective excitation of F6 becomes possible.

従って、かかるレーザ同位体分離法を実現するためには
、ガス状態のUF6を同位体シフトを生じるに充分な温
度まで液化させることなく冷却することと、分離すべき
同位体の吸収波長に一致したレーザ光源を得ることが重
要な課題となる。ここで、UF6のガス状同位体化合物
を冷却する手法としては、例えば西ドイツ特許出願公開
第2447762号公報や同第2458363号公報に
示されるようなUF6ガスの断熱膨張を利用するのが一
般的である。
Therefore, in order to realize such a laser isotope separation method, it is necessary to cool the gaseous UF6 to a temperature sufficient to cause an isotope shift without liquefying it, and to obtain a wavelength that matches the absorption wavelength of the isotope to be separated. Obtaining a laser light source is an important issue. Here, as a method for cooling the gaseous isotope compound of UF6, it is common to utilize adiabatic expansion of UF6 gas as shown in, for example, West German Patent Application No. 2447762 and West German Patent Application No. 2458363. be.

ところが、励起用赤外光源としては、C02レーザや色
素レーザを基準光源として波長変換により16仏机帯で
のレーザ光を得る以外に実用的なものがないのが現状で
、レーザ光の波長の設定に大きな不便を生じていた。‘
d} 発明の目的 この発明は、以上のような従来の状況からしーザ利用の
同位体分離法に適した赤外線光源とその制御システムを
提供し、以つて同位体分離効率の改善を図ろうとするも
のである。
However, at present, there is no practical infrared light source for excitation other than obtaining laser light in the 16-band range by wavelength conversion using a C02 laser or dye laser as a reference light source. This caused great inconvenience in the settings. '
d} Purpose of the Invention The present invention aims to improve the isotope separation efficiency by providing an infrared light source and its control system suitable for isotope separation using Caesar in view of the above-mentioned conventional situation. It is something to do.

‘e} 発明の構成 簡単に述べるとこの発明は、鉛カルコゲン系の半導体ダ
イオードレーザを用いれば容易にUF6の吸収波長に一
致した16仏肌帯の発振波長を実現でき、かつ電流また
は素子温度の制御によって正確に波長を調整できるとい
う知見に基づいている。
'e} Structure of the Invention Briefly stated, the present invention provides that by using a lead chalcogen semiconductor diode laser, it is possible to easily achieve an oscillation wavelength of 16 wavelengths that matches the absorption wavelength of UF6, and to reduce the current or element temperature. This is based on the knowledge that the wavelength can be precisely adjusted through control.

それ故にこの発明の第1の特徴は、同位体分離用赤外線
光源を波長可変型の鉛カルコゲン系半導体ダイオードレ
ーザで構成し、かつ該光源からのレーザ光照射によって
選択的に励起された同位体の分離量を監視する手段を付
設して分離率が最大となるようダイオードレーザの発振
波長を制御するようにしたところにある。またこの発明
の第2の特徴は、分離すべき同位体を含んだガスセルを
設けてダイオードレーザからのレーザ光の一部を導入し
、その透過光を検出してガスセル内でのレーザ光の吸収
量が最大となるよ・うダイオードレーザの発振波長を制
御するようにしたところにある。この場合、ダイオード
レーザ単体での出力パワーでは同位体励起に不充分であ
るけれども、複数個のダイオードレーザの出力を合成す
るか、あるいはCF4のTEAレーザを用いてダイオー
ドレーザからの赤外光を増幅すれば、同位体励起に充分
なパワーを得ることができる。M 発明の実施例以下こ
の発明の好ましい実施例につき図面を参照してさらに詳
細に説明する。
Therefore, the first feature of the present invention is that the infrared light source for isotope separation is composed of a wavelength-tunable lead chalcogen-based semiconductor diode laser, and that the isotope is selectively excited by laser light irradiation from the light source. A means for monitoring the amount of separation is provided to control the oscillation wavelength of the diode laser so that the separation rate is maximized. The second feature of this invention is that a gas cell containing isotopes to be separated is provided, a portion of the laser light from the diode laser is introduced, the transmitted light is detected, and the laser light is absorbed within the gas cell. The oscillation wavelength of the diode laser is controlled so that the amount of light is maximized. In this case, although the output power of a single diode laser is insufficient for isotope excitation, the output power of multiple diode lasers may be combined or a CF4 TEA laser may be used to amplify the infrared light from the diode laser. In this way, sufficient power can be obtained for isotope excitation. M Embodiments of the Invention Preferred embodiments of the invention will now be described in more detail with reference to the drawings.

第1図は、この発明による同位体分離装置の第1の実施
例を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of an isotope separation apparatus according to the present invention.

第1図におし、て符号10で示されるダイオードレーザ
は、P聡nTeまたはPbSnSeのような鉛カルコゲ
ン系の三元半導体より成り、図示しない冷凍機に搭載さ
れて16rの帯の赤外城の波長で発振する。このダイオ
ードレーザー0から得られるレーザ光IRのパワーは現
在のところ1のW程度であるので、議しーザ光を増幅す
るためにCF4(四フッ化炭素)ガスを封入したTEA
レーザー1を所要段数(図では便宜上1段のみ示した)
設ける。CF4のTEAレーザ1 1は、第2図aに示
すような16仏机の波長帯城にゲイン分布Gを有し、こ
れを破線で示す同位体の吸収スペクトルJに一致した第
2図bに示すようなダイオードレーザ10からのレーザ
光スペクトルL,で励起すれば、そのままの波長のレー
ザ光がゲイン分布Gに対応した増幅率で増幅されて第2
図aに−で示すようなスペクトルを持って出てくる。
In FIG. 1, the diode laser indicated by the reference numeral 10 is made of a lead chalcogen-based ternary semiconductor such as P-SnTe or PbSnSe, and is mounted on a refrigerator (not shown) and has an infrared wavelength of 16r. oscillates at a wavelength of Since the power of the laser light IR obtained from this diode laser 0 is currently about 1 W, a TEA filled with CF4 (carbon tetrafluoride) gas is used to amplify the laser light.
Required number of stages for laser 1 (only 1 stage is shown in the figure for convenience)
establish. The CF4 TEA laser 11 has a gain distribution G in the wavelength band of 16 wavelengths as shown in Fig. 2a, and this is shown in Fig. 2b, which corresponds to the absorption spectrum J of the isotope shown by the broken line. When excited with the laser light spectrum L from the diode laser 10 as shown, the laser light with the same wavelength is amplified with an amplification factor corresponding to the gain distribution G, and the second
It comes out with a spectrum as shown by - in Figure a.

ここで、CF4TEAレーザの増幅率は、一般に長さl
m当り5〜10倍となるので、例えば1仇の長さのTE
Aレーザを3段縦続接続すれば200仇W以上のレーザ
光を得ることができる。
Here, the amplification factor of the CF4TEA laser is generally determined by the length l
Since it is 5 to 10 times per meter, for example, the length of TE of one enemy is
By cascading three stages of A lasers, it is possible to obtain laser light of 200 W or more.

また必要に応じて複数のTEAレーザを並列もしくは直
列に用いることができる。このようにして増幅された大
出力のレーザ光12を冷却されたUF6のガス13に照
射する。
Furthermore, multiple TEA lasers can be used in parallel or in series as required. The thus amplified high power laser beam 12 is irradiated onto the cooled gas 13 of the UF6.

第3図aおよびbは、それぞれ幻5UF6と238UF
6の吸収スペクトルの温度依存性を示し、295Kの温
度においては、2つの同位体の吸収ピークが重なって選
択励起が不可能であるが、6ぴK以下の温度になると同
位体シフトによって吸収波長に差の生じることが判る。
而して同位体化合物としてのUF6をガス状態のまま冷
却する手段として先に述べたような断熱膨張の原理が用
いられ、第1図に模式的に示したごとくガス状態のUF
6が液化防止用のキャリアガス(例えばNe等の不活性
ガス)とともに噴出ノズル14から励起空間に噴出せし
められる。この結果UF6のガス分子には前述のような
同位体シフトが生じるので、レーザ光の波長を分離すべ
き幼5UF6の吸収波長に合わせることにより当該同位
体のみを選択的に励起することが可能となる。以上のよ
うに同位体シフトによる振動数の差を利用して擬UF6
を選択的に励起した後、紫外光源15から紫外線UVを
照射すれば、凶5UF5十Fと雌UF6を解離すること
ができる。
Figure 3 a and b are phantom 5UF6 and 238UF, respectively.
At a temperature of 295K, the absorption peaks of the two isotopes overlap and selective excitation is impossible, but at temperatures below 6pK, the absorption wavelength changes due to an isotope shift. It can be seen that there is a difference in
As a means of cooling UF6 as an isotopic compound while it is in a gaseous state, the principle of adiabatic expansion as described above is used, and as shown schematically in Figure 1, UF6 in a gaseous state is
6 is ejected from the ejection nozzle 14 into the excitation space together with a carrier gas (for example, an inert gas such as Ne) for preventing liquefaction. As a result, the above-mentioned isotope shift occurs in the gas molecules of UF6, so by matching the wavelength of the laser light to the absorption wavelength of the young 5UF6 to be separated, it is possible to selectively excite only the isotope in question. Become. As described above, pseudo-UF6
After selectively exciting the UF 5 UF and the female UF 6 can be dissociated by irradiating them with ultraviolet rays from the ultra violet light source 15.

この発明においては、上記解離後の擬UF5の量を監視
するため、質量分析計16を設ける。
In this invention, a mass spectrometer 16 is provided to monitor the amount of pseudo UF5 after the dissociation.

そしてこの質量分析計の出力信号で上記半導体ダイオー
ドレーザー01こ対する駆動電源17を制御するような
波長制御のための制御ループを構成する。即ち、鉛カル
コゲン系の赤外線半導体レーザは、周知のごとくチュー
ナブルであり、駆動電流もしくは素子温度の制御によっ
て発振波長を連続的かつ正確に変えることができる。従
って、レーザ駆動源17にダイオード電流調整回路18
を付設し、擬UF6の分離率が常に最高となるように質
量分析計16の出力でダィオ−ド電流を制御すれば、波
長調整の手間を要することなく、高効率の同位体分離が
可能となる。以上は、質量分析計16を用いて同位体の
分離率を監視し、その出力でダイオードレーザ10の波
長を安定に維持する例であるが、赤外線レーザ光による
斑5UF6の選択励起後、紫外線照射によって2鏡UF
6十を電離し、これを電界または磁界の作用で選択的に
偏向させてイオン電流として検出し、その出力に基づい
てダイオード電流を制御することも可能である。
The output signal of this mass spectrometer constitutes a control loop for wavelength control that controls the driving power supply 17 for the semiconductor diode laser 01. That is, lead chalcogen-based infrared semiconductor lasers are tunable, as is well known, and the oscillation wavelength can be changed continuously and accurately by controlling the drive current or element temperature. Therefore, the diode current adjustment circuit 18 is connected to the laser drive source 17.
If the diode current is controlled by the output of the mass spectrometer 16 so that the pseudo UF6 separation rate is always the highest, highly efficient isotope separation can be achieved without the need for wavelength adjustment. Become. The above is an example of monitoring the separation rate of isotopes using the mass spectrometer 16 and stably maintaining the wavelength of the diode laser 10 with its output. by 2 mirror UF
It is also possible to ionize 60, selectively deflect it under the action of an electric or magnetic field, detect it as an ion current, and control the diode current based on the output.

また、上記のような紫外線照射を併用した解離法に変え
て、赤外線レーザ光の多段励起によっても所望の同位体
を解離することができる。次にこの発明の第2の基本実
施例について説明する。
Furthermore, instead of the above-mentioned dissociation method using ultraviolet irradiation in combination, a desired isotope can also be dissociated by multistage excitation with infrared laser light. Next, a second basic embodiment of the invention will be described.

第4図は、そのような同位体分離装置の概略構成図であ
って、第1図に示した実施例に比べ、ダイオードレーザ
に対する波長制御ループが同位体分離系統と独立に設け
られている点が注目される。即ち、PbSnTeまたは
PbSnSeより成る三元半導体ダイオードレーザ10
を赤外光源として用い、そのレーザ光をCF4ガスのT
EAレーザ11を所要数縦続接続した増幅系を通してノ
ズル14から噴出されたUF6の冷却ガス13に照射す
る点の構成は第1図の実施例と変りないが、新たにダイ
オードレーザ10の後方にガスセル20とその透過光を
検出する光検知素子21を設けてレーザ素子10の後方
に放射される同じ波長のレーザ光IR′をガスセル20
を通して検知するようにしている。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of such an isotope separation device, and is different from the embodiment shown in FIG. 1 in that the wavelength control loop for the diode laser is provided independently of the isotope separation system. is attracting attention. That is, the ternary semiconductor diode laser 10 made of PbSnTe or PbSnSe
is used as an infrared light source, and the laser light is used as a T of CF4 gas.
The configuration of irradiating the cooling gas 13 of the UF6 ejected from the nozzle 14 through the amplification system in which the required number of EA lasers 11 are connected in cascade is the same as in the embodiment shown in FIG. 1, but a gas cell is newly installed behind the diode laser 10. 20 and a photodetecting element 21 for detecting the transmitted light thereof, the laser beam IR' of the same wavelength emitted behind the laser element 10 is transmitted to the gas cell 20.
I am trying to detect it through.

ガスセル20の中には分離すべき同位体としての斑5U
F6がガス状態で流通しており、従ってダイオードレー
ザの発振波長力沙5UF6の吸収ピーク波長に一致した
時、光検知素子21の出力信号が最小となる。光検知素
子21は、HgCdTeのような三元半導体を材料とし
た冷却型の赤外線検知器の構成を有し、その出力信号は
、吸収量演算保持回路22で処理されて、レーザ駆動電
源・17の電流調整回路18に与えられる。而してガス
セル20でのレーザ光の吸収が常に最大となるようにダ
イオード電流を自動調整すれば、UF6の同位体選択励
起に最も効率的な波長チューニングが得られることにな
る。具体的にはしーザ電流を調整して波長を掃引し、そ
の時の検知素子の出力から吸収特性Kを演算して吸収最
大値に電流を保持するわけである。なお、上記第4図の
実施例において、モニタ用のガスセル20に入れる瀦5
UF6のガスは、分離すべき同位体化合物と同じガスで
あるが、レーザ光の発振波長制御のためには分離系統に
おけると同様に冷却して同位体シフトを与えておく必要
がある。
In the gas cell 20, there is a speck 5U as an isotope to be separated.
F6 is flowing in a gaseous state, and therefore, when the oscillation wavelength of the diode laser coincides with the absorption peak wavelength of 5UF6, the output signal of the photodetecting element 21 becomes minimum. The photodetecting element 21 has a configuration of a cooled infrared detector made of a ternary semiconductor such as HgCdTe, and its output signal is processed by an absorption amount calculation/holding circuit 22 and sent to a laser driving power source 17. is applied to the current adjustment circuit 18. If the diode current is automatically adjusted so that the absorption of laser light in the gas cell 20 is always maximized, the most efficient wavelength tuning for isotope selective excitation of UF6 can be obtained. Specifically, the laser current is adjusted to sweep the wavelength, and the absorption characteristic K is calculated from the output of the sensing element at that time to maintain the current at the maximum absorption value. In addition, in the embodiment shown in FIG.
The gas of UF6 is the same gas as the isotope compound to be separated, but in order to control the oscillation wavelength of the laser beam, it is necessary to cool it and give an isotope shift in the same manner as in the separation system.

然るに匁5UF6は凝結温度が高くて単に冷却しただけ
では液化してしまい6びK以下の温度でガス状態を保て
ない。従ってこのモニタ用ガスセル20の側においても
、当該凶5UF6のガスを噴出ノズルから噴出させて断
熱膨張により冷却状態を得る構成を採るのが望ましい。
この場合、擬UF6にさらにNe等の不活性ガスを混合
し、圧縮機を介してレーザ光の光路に挿入したセル20
の部分を循環させる構成とするのが好ましい。第5図は
この発明による同位体分離装置の第3の実施例を示す概
略構成図で、概念的には第4図に示した第2の実施例に
属するものである。
However, momme 5UF6 has a high condensation temperature, and if simply cooled, it liquefies and cannot maintain its gas state at temperatures below 6K. Therefore, on the side of the monitoring gas cell 20 as well, it is desirable to adopt a configuration in which the gas of 5UF6 is ejected from the ejection nozzle to obtain a cooling state through adiabatic expansion.
In this case, a cell 20 is prepared by further mixing pseudo UF6 with an inert gas such as Ne, and inserting the mixture into the optical path of the laser beam through a compressor.
It is preferable to have a configuration in which the parts are circulated. FIG. 5 is a schematic diagram showing a third embodiment of the isotope separation apparatus according to the present invention, which conceptually belongs to the second embodiment shown in FIG.

この第5図の実施例においては、ダイオードレーザー0
のレーザ光路にビームスプリッタ23が挿入されてレー
ザ光の一部が分岐され、その分岐光路に第4図の場合と
同様のモニ夕用ガスセル20が置かれる。そしてこのガ
スセル20の透過光は光検知素子21で検知され、その
検知信号は吸収曲線微分処理回路24を通してレーザ駆
動電源17に与えられる。つまり駆動電源17の電流調
整回路18を制御してダイオードレーザ10の波長を掃
引した時、光検知素子21の検知出力は、ガスセル20
に入れた擬UF6の吸収スペクトルに対応して、図中に
Kで示したような吸収特性を示す。而してこの波長綿引
時の吸収特性カーブKを次の吸収曲線微分処理回路で掃
引波長に関して微分すれば、図中K′で示したように吸
収最大値で微分出力が零となる微分曲線が得られる。故
にこの微分処理回路の出力が零となる点にレーザ光の波
長を保持するようにレーザ電流を調整すれば、分離すべ
き鱗5UF6の選択励起に最も効率的な波長チューニン
グを達成することができる。なおこの場合もガスセル2
0中のガスを被分離ガスと同等の近温状態に置くのは第
4図の場合と同機である。(g)発明の効果さて以上の
説明から明らかなように、要するにこの発明は、赤外線
レーザ光による同位体分離において、赤外光源に波長可
変型の鉛カルコゲン半導体ダイオードレーザを用い、か
つ分離効率が最大となるような波長自動制御ループを設
けたことを骨子とするものである。
In this embodiment of FIG. 5, the diode laser 0
A beam splitter 23 is inserted into the laser light path to split a portion of the laser light, and a monitoring gas cell 20 similar to that shown in FIG. 4 is placed in the branched light path. The light transmitted through the gas cell 20 is detected by the photodetector element 21, and the detection signal is given to the laser drive power source 17 through the absorption curve differential processing circuit 24. In other words, when the current adjustment circuit 18 of the drive power source 17 is controlled to sweep the wavelength of the diode laser 10, the detection output of the photodetector element 21 is
Corresponding to the absorption spectrum of pseudo-UF6 inserted in , it exhibits absorption characteristics as indicated by K in the figure. Then, if this absorption characteristic curve K during wavelength scanning is differentiated with respect to the swept wavelength using the following absorption curve differential processing circuit, a differential curve with a differential output of zero at the maximum absorption value, as shown by K' in the figure, is obtained. can get. Therefore, by adjusting the laser current so as to maintain the wavelength of the laser light at the point where the output of this differential processing circuit becomes zero, it is possible to achieve the most efficient wavelength tuning for selective excitation of the scales 5UF6 to be separated. . In this case as well, gas cell 2
This is the same machine as in the case of Fig. 4, in which the gas in 0 is placed in a near-temperature state equivalent to that of the gas to be separated. (g) Effects of the Invention As is clear from the above description, the present invention uses a wavelength-tunable lead chalcogen semiconductor diode laser as an infrared light source in isotope separation using infrared laser light, and has a high separation efficiency. The key point is to provide an automatic wavelength control loop that maximizes the wavelength.

かくしてこの発明によれば、励起光源の取扱いと調整が
きわめて容易となり、かつ発振波長を分離すべき同位体
の吸収線に正確に、しかも安定に一致させることができ
るので、分離効率を著しく向上させることができる。
Thus, according to the present invention, the excitation light source is extremely easy to handle and adjust, and the oscillation wavelength can be precisely and stably matched to the absorption line of the isotope to be separated, thereby significantly improving the separation efficiency. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明による同位体分離装置の第1の実施例
を示す概略構成図、第2図a,bはCF4ガスを用いた
TEAレーザのゲイン特性とダイオードレーザの発振ス
ペクトルの関係を示す図、第3図a,bはウラン同位体
化合物としての聡UF6と2$UF6との同位体シフト
の関係を説明する図、第4図および第5図はそれぞれこ
の発明による同位体分離装置の第2および第3の実施例
を示す概略構成を示す図である。 10:半導体ダイオードレーザ、11:増幅用CF4T
EAレーザ、1 2:励起用レーザ光、13:同位体化
合物ガス(CF6)、14:断熱膨張用ノズル、15:
紫外光源、16:質量分析計、17:レーザ駆動電源、
18:電流調整回路、20:ガスセル、21:光検知素
子、22三吸収量演算保持回路、23:ビームスプリッ
タ、24:吸収特性微分処理回路。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図
Fig. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of an isotope separation device according to the present invention, and Figs. 2 a and b show the relationship between the gain characteristics of a TEA laser using CF4 gas and the oscillation spectrum of a diode laser. Figures 3a and 3b are diagrams illustrating the isotope shift relationship between SatoshiUF6 and 2$UF6 as uranium isotope compounds, and Figures 4 and 5 are diagrams showing the isotope separation device according to the present invention, respectively. It is a figure showing a schematic structure showing a 2nd and a 3rd example. 10: Semiconductor diode laser, 11: CF4T for amplification
EA laser, 1 2: Excitation laser beam, 13: Isotope compound gas (CF6), 14: Adiabatic expansion nozzle, 15:
Ultraviolet light source, 16: Mass spectrometer, 17: Laser drive power source,
18: current adjustment circuit, 20: gas cell, 21: photodetection element, 22 absorption amount calculation and holding circuit, 23: beam splitter, 24: absorption characteristic differential processing circuit. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ガス状態のウラン同位体化合物に対して分離すべき
ウラン同位体の吸収波長に一致した16μm帯の赤外光
を照射して当該同位体を選択的に励起した後、励起され
た同位体を分離するようにした構成において、前記赤外
光の光源を鉛カルコゲン系の波長可変型半導体ダイオー
ドレーザで構成するとともに、該半導体ダイオードレー
ザから16μm帯の赤外光を2つの光路に取り出し、一
方の光路における赤外光を、CF_4ガスを封入したT
EAレーザを介して上記ウラン同位体化合物に照射する
とともに、他方の赤外光路の一部に分離すべき同位体を
含んだガスセルを設置し、さらに該ガスセルを透過した
レーザ光の吸収量を検出する手段と、該検出手段の出力
に基づいて前記半導体ダイオードレーザの発光波長を制
御する手段を設け、前記ガスセルにおけるレーザ光の吸
収量が最大となるよう前記ダイオードレーザの発振波長
を制御するようにしたことを特徴とする同位体分離装置
1. After selectively exciting the isotope by irradiating the gaseous uranium isotope compound with infrared light in the 16 μm band that matches the absorption wavelength of the uranium isotope to be separated, the excited isotope is In the configuration in which the infrared light is separated, the light source of the infrared light is composed of a lead chalcogen-based wavelength tunable semiconductor diode laser, and the infrared light in the 16 μm band is extracted from the semiconductor diode laser into two optical paths, one of which is separated. The infrared light in the optical path is transferred to a T
While irradiating the above uranium isotope compound via an EA laser, a gas cell containing the isotope to be separated is installed in a part of the other infrared optical path, and the amount of laser light absorbed through the gas cell is detected. and means for controlling the emission wavelength of the semiconductor diode laser based on the output of the detection means, and controlling the oscillation wavelength of the diode laser so that the amount of laser light absorbed in the gas cell is maximized. This isotope separation device is characterized by:
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