JPH0415009B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はレーザー法による金属原子の同位体分
離用捕集プレートに関する。

（従来の技術） レーザー法を使用する金属原子同位体の分離濃
縮技術は、従来のガス拡散法、ノズル法、化学交
換法、遠心分離法等に比較すると分離効率が非常
に大きく、カスケードを組む必要がないと言われ
ている。

ところで、レーザー法による同位体の濃縮分離
方法には金属原子を用いた原子法が知られてい
る。

第３図は原子法におけるレーザー法による金属
原子の濃縮装置の一例を概念的に示した構成図で
ある。

すなわち、第３図中、符号１は濃縮装置の容器
を示しており、この容器１内に分離しようとする
金属原子２を収容した金属溶解用るつぼ３を配置
し、この金属原子２を加熱して原子ビーム４を発
生させると、原子ビーム４は上方へ進行してい
く。この原子ビーム４中には一方の同位体原子５
および他の同位体原子６が混合された状態になつ
ている。そこで、この原子ビーム４中の一方の同
位体原子５の吸収線に相当する振動数の選択励起
レーザー７を照射する。この選択励起レーザー光
によつて分離しようとする一方の同位体原子６だ
けが励起される。

次に励起した同位体原子をイオン化するための
電離レーザー８を照射する。この二種類のレーザ
ー７，８のビームによつて原子ビーム４中の分離
を目的としている一方の同位体原子が電離されて
プラスイオン９に変化する。

さて、このプラスイオン９を含む原子ビーム４
に接地極１０と陰極１１を用いて電界を作ると、
電離されている同位体原子のプラスイオン９のみ
が静電的に陰極１１に引き寄せられ、最終的には
陰極１１の表面に吸着される。

一方、電離されない他の同位体中性原子６はこ
の電界の影響を受けないで直進し、中性原子捕集
プレート１２に収集回収される。

（発明が解決しようとする問題点） 同位体を分離する方法において、分離装置を連
続稼働する等効率的に運用するためには捕集プレ
ート１２に付着した中性原子を連続的に回収する
必要がある。連続的に回収する方法には液体回収
法が考えられる。

この回収方法は捕集プレート１２を中性原子の
融点以上に加熱して該プレート１２に付着した中
性原子を液体状態とし、その液体を流下させて回
収装置へ流動回収する。すなわち、第４図は上記
流動回収方法の例を概略的に示したもので、捕集
プレート１２はるつぼ３に対向して配置されてお
り、中性原子の蒸気は捕集プレート１２の下面に
付着する。付着した中性原子は捕集プレート１２
がその中性原子の融点以上に加熱維持されている
と捕集プレート１２の傾斜面に沿つて流れ、該プ
レート１２の両端に配置された回収装置１３内に
回収される。

しかしながら、液体中性原子は表面張力が大き
く、比重も大きいものがあるため捕集プレート１
２との濡れ性が悪く、ある量以上集まると、捕集
プレート１２の傾斜面に沿つて流れる間に捕集プ
レート１２の面から直接、下方のるつぼ３側へ滴
下してしまい回収できない問題点があつた。

本発明は上記問題点を解決するためになされた
もので、同位体分離された中性原子を捕集プレー
トに効率よく回収し、その捕集プレートから直接
滴下しないような構造を有する同位体分離用捕集
プレートを提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、金属原子を蒸発させ原子ビームを発
生させて該原子ビームにレーザーを照射し同位体
分離して同位体中性原子を得るための同位体分離
用捕集プレートにおいて、前記中性原子捕集プレ
ートの本体を複数に分割し、それらの分割片の端
部を相互に重ね合わせて配列してなることを特徴
とする同位体分離用捕集プレートである。

（作用） 中性原子を捕集するプレートに付着した液体状
態の中性原子が滴下しないように、そのプレート
の表面は液体中性原子が濡れ易い構造および表面
状態に形成されており、また液体中性原子が滴下
する大きさ以下の付着量となり、さらに液体中性
原子が滴下しても回収可能なような 造になつて
いる。

従つて、本発明によれば滴下限界量の液体中性
原子がプレートの下面に付着することなく、中性
原子を確実に回収することができる。

（実施例） 以下、第１図を参照しながら本発明に係る同位
体分離用捕集プレートの一実施例を説明する。な
お、第１図は本発明の要部つまり、中性原子の捕
集プレートとその回収装置のみを示しており、他
の部分は第４図と同様なので省略し、また重複す
る部分の説明の省略する。

第１図において、符号１４は本発明で使用する
中性原子捕集プレート本体を示しており、このプ
レート本体１４は一体化されたプレートから複数
に分割されて形成された分割片１５が頂点ａを境
にして下り勾配を有して左右同形に配列されてい
る。またそれぞれの分割片１５の端部は相互に重
ね合うように配列され、それぞれの重ね合う面に
はガス流路ｂを有する程度の隙間を有している。
しかして、上記捕集プレート１４を第３図に示し
た同位体分離装置内に組込んで金属原子の同位体
分離を行うと電離されない中性原子６の蒸気は上
方に直進し分割片１５の下面に付着する。ここ
で、各々の分割片１５は中性原子の融点以上に加
熱、維持されており、そのため分割片１５に付着
した中性原子は液体状態となり、各分割片１５の
下面を傾斜面に沿つて流れ落ちる。分割片１５の
下端に達した液状中性原子１６は液滴となり、次
段の分割片１５の上面に流下する。分割片の上面
へ流下した液状中性原子１６は次段の分割片上を
流れ、さらに次段の分割片の上面へ次々に流下す
る。このようにして液状中性原子１６は次々に次
段の分割片１５の上面を流れ移り端部へ配置され
た回収装置１３内に回収される。

このように構成された捕集プレートにおいては
分割片１５の下面に付着した液状中性原子が流れ
落ちる間に液滴が増大し、滴下限界量になる前に
次の分割片の上面に移ることになる。分割片の上
面を流れる場合においては、液滴がいくら増大し
ようとも、下方に直接落下することはない。

しかして、この実施例によれば中性原子捕集プ
レートから分離された中性原子が下方のるつぼ側
へ滴下することがなくなるため、中性原子を確実
に回収できるようになり、濃縮分離効率が増大す
る効果がある。

第２図は本発明の他の実施例を示すものであ
る。

この実施例では第１図に示した分割片１５の両
端を反対向きに折り曲げて垂直部１７を形成し、
最上段の分割片１５ａを中心にして下方へ勾配を
もたせるように各々分割片１５を順次下段配列
し、各々の分割片１５の垂直部１７を対向させて
なるものである。

この実施例の作用効果は第１図の実施例とほぼ
同様なのでその説明を省略する。

［発明の効果］ 本発明によれば、中性原子をすべて回収できる
ため濃縮分離効率を増大せしめるばかりでなく、
一枚の捕集プレート本体を複数に分割することに
より、高温時の熱応力の低減ができる。

また中性原子捕集プレートの製作も一体的なも
のより容易となり製作コストも低減できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係る同位体分離
用捕集プレートの各々の実施例を示す縦断面図、
第３図は従来の同位体分離装置を概念的に示す縦
断面図、第４図は第３図における捕集プレートと
その近傍を概略的に示す縦断面図である。 １……容器、２……金属原子、３……るつぼ、
４……原子ビーム、５……一方の同位体、６……
他方の同位体、７……励起レーザー、８……電離
レーザー、９……プラスイオン、１０……接地
極、１１……陰極、１２……中性原子捕集プレー
ト、１３……回収装置、１４……捕集プレート本
体、１５……分割片、１６……液状中性原子、１
７……垂直部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属原子を蒸発させ原子ビームを発生させて
   該原子ビームにレーザーを照射し同位体分離して
   同位体の中性原子を得るための同位体分離用捕集
   プレートにおいて、前記中性原子捕集プレートの
   本体を複数に分割し、それらの分割片の端部を相
   互に重ね合わせて配列してなることを特徴とする
   同位体分離用捕集プレート。