JPH062216B2 - Electrode structure for isotope separation - Google Patents
Electrode structure for isotope separationInfo
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- JPH062216B2 JPH062216B2 JP61107487A JP10748786A JPH062216B2 JP H062216 B2 JPH062216 B2 JP H062216B2 JP 61107487 A JP61107487 A JP 61107487A JP 10748786 A JP10748786 A JP 10748786A JP H062216 B2 JPH062216 B2 JP H062216B2
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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電極
構造体に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to an electrode structure for isotope separation of metal atoms by a laser method.
(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。(Conventional technology) The separation and concentration technology of metal atom isotopes using the laser method has a very high separation efficiency as compared with the conventional gas diffusion method, nozzle method, chemical exchange method, centrifugation method, etc., and forms a cascade. It is said that it is not necessary.
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。By the way, an atomic method using metal atoms is known as a method for concentrating and separating isotopes by the laser method.
第4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。FIG. 4 is a configuration diagram conceptually showing an example of a metal atom concentrating device by a laser method in an atomic method.
すなわち、第4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を電
子ビームなどの照射による表面加熱により蒸発させ原子
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っている。
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って分離しようとする
一方の同位体原子5だけが励起される。That is, reference numeral 1 in FIG. 4 denotes a container of a concentrating device, in which a metal melting crucible 3 accommodating a metal atom 2 to be separated is arranged, and the metal atom 2 is supplied with an electron beam or the like. When the atomic beam 4 is generated by evaporation by the surface heating by the irradiation of, the atomic beam 4 advances upward. In this atomic beam 4, one isotope atom 5 and the other isotope atom 6 are mixed.
Therefore, the selective excitation laser 7 having a frequency corresponding to the absorption line of one isotope atom 5 in the atomic beam 4 is irradiated. Only the one isotope atom 5 to be separated is excited by this selective excitation laser light.
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によっ
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5が電離されてプラスイオン9に変化する。Next, the ionization laser 8 for ionizing the excited isotope atom is irradiated. These two types of lasers 7 and 8 ionize one isotope atom 5 in the atomic beam 4 for the purpose of separation, and change it into positive ions 9.
さて、このイオンを含む原子ビーム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。Now, when an electric field is created in the atomic beam 4 containing this ion by using the ground electrode 10 and the cathode 11, only the positive ions 9 of the ionized isotope atom are electrostatically attracted to the cathode 11, and finally. Are adsorbed on the surface of the cathode 11.
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。On the other hand, the other non-ionized isotope neutral atom 6 goes straight without being affected by this electric field and is collected and recovered by the neutral atom collection plate 12.
(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、装置を連続稼働するな
ど効率的に運用するためには回収用陰極11に付着した
同位体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用いられているが、第4図
に示したように陰極11はるつぼ3から蒸発する原子ビ
ーム4に並行するように配置されている。従って、この
ような回収方法では回収された同位体原子は下方へ落下
してるつぼ3内へ戻されてしまい回収は不可能であっ
た。(Problems to be Solved by the Invention) In the method of separating isotopes, it is necessary to continuously collect the isotope atoms attached to the recovery cathode 11 in order to operate the apparatus efficiently such as continuously operating the apparatus. is there. A liquid recovery method is used for the continuous recovery method, but as shown in FIG. 4, the cathode 11 is arranged in parallel with the atomic beam 4 evaporated from the crucible 3. Therefore, according to such a recovery method, the recovered isotope atom falls downward and is returned to the inside of the crucible 3, and the recovery is impossible.
すなわち、回収にあたっては陰極11に一定量の同位体
原子が付着したのち、容器1外へ取り出して付着した金
属原子を回収する方法であった。That is, in the recovery, a certain amount of isotope atoms were attached to the cathode 11, and then the metal atoms attached to the cathode 11 were recovered by taking them out of the container 1.
しかしながら、前述したように容器1外へ回収用陰極1
1を取り出すことにより装置の稼働をその都度停止する
必要が生じ、装置の運用効率の低下を招来する問題点が
あった。However, as described above, the recovery cathode 1 is placed outside the container 1.
It is necessary to stop the operation of the apparatus each time by taking out 1, and there is a problem that the operation efficiency of the apparatus is lowered.
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
液体状態の金属原子を連続的に回収し、かつ装置を長時
間連続的に運転可能できるような構成を有する同位体分
離用電極構造体を提供することにある。The present invention has been made to solve the above problems,
An object of the present invention is to provide an electrode structure for isotope separation which has a configuration in which liquid-state metal atoms can be continuously recovered and the apparatus can be continuously operated for a long time.
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 金属原子を高エネルギービームの照射による表面加熱に
より蒸発させ、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金属原子を電離回収する同位体
分離用電極構造体において、前記同位体金属原子を回収
するための陰極の下端に樋を設け、この樋に一方向の傾
斜をもたせるとともに、この樋の幅を前記原子ビームの
進行方向が前記陰極に接触する方向とならないように選
択することを特徴とする同位体分離用電極構造体であ
る。[Structure of the Invention] (Means for Solving Problems) Metal atoms are evaporated by surface heating by irradiation with a high-energy beam, an atom beam is generated, and the atom beam is irradiated with a laser to ionize the isotope metal atom. In the isotope separation electrode structure to be recovered, a gutter is provided at the lower end of the cathode for recovering the isotope metal atom, and the gutter is provided with an inclination in one direction, and the width of this gutter is set to the advancing direction of the atomic beam. It is an electrode structure for isotope separation, characterized in that the direction is selected so as not to be in contact with the cathode.
また、前記樋の下端には回収金属原子を集積するための
他の樋が設けられている。Further, another gutter for accumulating recovered metal atoms is provided at the lower end of the gutter.
(作用) 回収用陰極に付着する金沿原子を液体状態を保持させる
ため金属原子の融点以上に加熱し流動させる。流動した
金属原子は重力により陰極の下方に流れ、この流下した
液体金属原子を陰極の下端に設けた樋に回収する。(Function) In order to maintain the liquid state, the gold atom attached to the recovery cathode is heated to a temperature higher than the melting point of the metal atom and caused to flow. The flowing metal atoms flow under the cathode due to gravity, and the flowing liquid metal atoms are collected in the gutter provided at the lower end of the cathode.
この樋は陰極の下端全域に設けられかつ樋には下り勾配
を設けて陰極と一体化することによって同時加熱され、
樋に集められた液体金属原子は樋の勾配により一端に集
積し回収される。This gutter is provided all over the lower end of the cathode, and the gutter is provided with a downward slope and is simultaneously heated by being integrated with the cathode,
The liquid metal atoms collected in the gutter are collected and collected at one end due to the gradient of the gutter.
(実施例) 第1図および第2図を参照しながら本発明に係る同位体
分離用電極構造体の一実施例を説明する。なお、第2図
は第1図の陰極部分を斜視図で示してあり、各図とも第
4図と同一部分には同一符号で示してある。(Example) An example of the isotope separation electrode structure according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. 2 is a perspective view of the cathode portion of FIG. 1, and the same parts as those of FIG. 4 are designated by the same reference numerals in each drawing.
すなわち、第1図において、陰極11の下端には樋13
が設けられており、また第2図に示したように樋13は
下り勾配を有して一方向の傾斜をもたせている。陰極1
1と接地極10とは交互に配列されており、また樋13
の端部下方に他の樋14が設けられており、さらに他の
樋14の両端下方に回収容器15が配置されている。That is, in FIG. 1, a gutter 13 is provided at the lower end of the cathode 11.
Is provided, and the gutter 13 has a downward slope and is inclined in one direction as shown in FIG. Cathode 1
1 and the ground electrode 10 are alternately arranged, and the gutter 13
Another gutter 14 is provided below the end of the gutter, and a collection container 15 is arranged below both ends of the other gutter 14.
しかして、上記電極構造体を第4図に示した容器1内に
配置すると、るつぼ3内の金属原子2は図示しない高エ
ネルギービーム例えば電子ビームの照射により表面が点
または線状に加熱され、金属原子2は原子ビーム4とな
って蒸発する。この原子ビーム4にレーザー7、8を照
射することにより原子蒸気は電離され、目的とする同位
体金属原子のみがイオン化し、このプラスイオン9が接
地極10と回収用陰極11の間に進行する。この時両極
10、11間の電界により同位体原子プラスイオン9の
みが静電的に陰極11に付着し液体金属原子16とな
る。Then, when the electrode structure is placed in the container 1 shown in FIG. 4, the surface of the metal atom 2 in the crucible 3 is heated to a point or a line by irradiation of a high energy beam (not shown) such as an electron beam, The metal atoms 2 become an atomic beam 4 and evaporate. By irradiating the atomic beam 4 with the lasers 7 and 8, the atomic vapor is ionized, and only the target isotope metal atom is ionized, and the positive ion 9 advances between the ground electrode 10 and the recovery cathode 11. . At this time, due to the electric field between the both electrodes 10 and 11, only the isotope atom plus ions 9 are electrostatically attached to the cathode 11 to become liquid metal atoms 16.
ここで、回収用陰極11は金属原子2の融点以上に加熱
されているため、付着した金属原子は液体状態となり、
堆積していくと自重により陰極11面に沿って流下して
いく。流下した液体金属原子16は樋13に液滴落下し
て集まり、樋13の下り勾配により同じく自重によって
陰極11の一端に集められていく。Here, since the recovery cathode 11 is heated to the melting point of the metal atom 2 or higher, the attached metal atom becomes a liquid state,
As it is deposited, it flows down along the surface of the cathode 11 due to its own weight. The liquid metal atoms 16 that have flowed down are collected as droplets in the gutter 13 and are collected at one end of the cathode 11 by its own weight due to the downward gradient of the gutter 13.
そして、液体金属原子16は樋13の端部から他の樋1
4に流れ落ち、その樋14の下り勾配に沿って流れ、最
終的に回収用容器15に回収される。この回収用容器1
5は一定期間のシステム運転時間毎に装置の容器1内か
ら搬出される。Then, the liquid metal atom 16 moves from the end of the gutter 13 to the other gutter 1
4, it flows along the down slope of the gutter 14 and is finally collected in the collecting container 15. This collection container 1
5 is carried out from the container 1 of the apparatus at every system operation time for a certain period.
このようにして、回収用陰極11に付着回収された金属
原子は連続的に回収されることになる。In this way, the metal atoms attached to and recovered from the recovery cathode 11 are continuously recovered.
また本発明に係る構造体によって次に述べる回収作用も
同時に行なわれる。In addition, the structure according to the present invention simultaneously performs the recovery operation described below.
すなわち、接地極10と陰極11との間には同位体原子
のプラスイオン9と同位体中性原子6が侵入してくる
が、中性原子6についても陰極11に直接衝突するとプ
ラスイオン9と同様に付着することになる。この現象は
回収する液体金属原子の濃度を低めることになって好ま
しくない。そこで、原子ビーム4の蒸発方向より原子蒸
気つまり各同位体原子5、6が直接陰極11に接触しな
いように陰極11の下端に設けた樋の幅Lを選択するこ
とによって金属原子ビーム4の陰極11に対する方向制
御が可能となり、回収する金属原子の濃縮度を低下させ
ることなく回収可能となる。That is, the positive ion 9 of the isotope atom and the isotope neutral atom 6 enter between the ground electrode 10 and the cathode 11, but when the neutral atom 6 also directly collides with the cathode 11, the positive ion 9 is generated. Similarly, it will adhere. This phenomenon undesirably lowers the concentration of liquid metal atoms to be recovered. Therefore, by selecting the width L of the gutter provided at the lower end of the cathode 11 so that atomic vapor, that is, each isotope atom 5 and 6 does not directly contact the cathode 11 from the evaporation direction of the atomic beam 4, The direction of 11 can be controlled, and the metal atoms can be recovered without lowering the concentration of the metal atoms to be recovered.
以上説明したように上記実施例によれば、陰極11の下
端に樋13を一体的に設け、かつその両者11、13を
加熱することによって付着する金属原子を液体状態でか
つ連続的に回収することができる。As described above, according to the above-described embodiment, the gutter 13 is integrally provided at the lower end of the cathode 11 and both of them 11 and 13 are heated to collect the metal atoms attached in a liquid state and continuously. be able to.
また、樋13の幅Lを選択することによって中性原子つ
まり他方の同位体原子6の陰極11への衝突付着を防止
し、もって回収すべき金属原子の濃縮度を低下させるこ
とを防止することができる。Further, by selecting the width L of the trough 13, it is possible to prevent collisional attachment of neutral atoms, that is, the other isotope atom 6 to the cathode 11, thereby preventing the concentration of metal atoms to be recovered from being lowered. You can
第3図は本発明の他の実施例を示す斜視図で、第2図と
同一部分には同一符号で示し、重複する部分の説明を省
略する。FIG. 3 is a perspective view showing another embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and the description of the overlapping parts will be omitted.
この実施例が、第2図と異なる点は陰極11のほぼ中央
部から折り曲げて折り曲げ部17を形成し、かつ下端部
を中央部から端部へ向けて下り勾配を大きくした傾斜面
18を形成したことにある。This embodiment is different from FIG. 2 in that the cathode 11 is bent from substantially the central portion to form a bent portion 17, and the lower end portion is formed with an inclined surface 18 having a large downward slope from the central portion to the end portion. There is something I did.
この実施例では回収すべき金属原子をすこぶる効率よく
回収できる効果があり、その他の作用効果は第2図に示
した実施例と同様なので省略する。In this embodiment, there is an effect that the metal atoms to be recovered can be recovered very efficiently, and other functions and effects are the same as those in the embodiment shown in FIG.
[発明の効果] 本発明によれば回収用陰極に付着する同位体原子プラス
イオンを連続的に回収することができるため、同位体分
離装置の運転効率を向上させることができる。また、陰
極に樋を一体的に設けているため同一温度に同時に加熱
することができる。さらに陰極に衝突付着する同位体中
性原子についても樋の幅Lによって減少させることがで
きるため回収金属原子の濃縮度低減防止も可能である。[Effects of the Invention] According to the present invention, the isotope atom plus ions attached to the recovery cathode can be continuously recovered, so that the operating efficiency of the isotope separation device can be improved. Further, since the gutter is integrally provided on the cathode, the gutters can be simultaneously heated to the same temperature. Furthermore, since the isotope neutral atoms that collide with and adhere to the cathode can be reduced by the width L of the gutter, it is possible to prevent the concentration of the recovered metal atoms from being reduced.
第1図は本発明に係る同位体分離用電極構造体の一実施
例を示す縦断面図、第2図は第1図の要部を示す斜視
図、第3図は本発明の他の実施例を示す斜視図、第4図
は従来の同位体分離装置を概念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………樋 14………他の樋 15………回収容器 16………液体金属原子 17………折り曲げ部、傾斜面FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an embodiment of an electrode structure for isotope separation according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a main part of FIG. 1, and FIG. 3 is another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a perspective view showing an example, and FIG. 4 is a longitudinal sectional view conceptually showing a conventional isotope separation device. 1 ………… Container 2 ………… Metal atom 3 ………… Crucible 4 ………… Atom beam 5 ………… One isotope 6 ………… The other isotope 7 ………… Excitation laser 8 ………… Ionization laser 9 ………… Positive ion 10 ……… Ground electrode 11 ……… Cathode 12 ……… Neutral atom collection plate 13 ……… Gutter 14 ……… Other gutter 15 ……… Collection container 16 ……… Liquid Metal atom 17 ... Bending part, inclined surface
Claims (3)
る表面化熱により蒸発させ、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金属原子を電離回
収する同位体分離用電極構造体において、前記同位体金
属原子を回収するための陰極の下端に樋を設け、この樋
に一方向の傾斜をもたせるとともに、この樋の幅を前記
原子ビームの進行方向が前記陰極に接触する方向となら
ないように選択することを特徴とする同位体分離用電極
構造体。1. An electrode structure for isotope separation in which metal atoms are vaporized by heat of surface formation by irradiation with a high energy beam, an atom beam is generated, and the atom beam is irradiated with a laser to ionize and recover isotope metal atoms. , A gutter is provided at the lower end of the cathode for recovering the isotope metal atoms, and the gutter has an inclination in one direction, and the width of the gutter is not the direction in which the traveling direction of the atomic beam is in contact with the cathode. An electrode structure for isotope separation characterized by being selected as follows.
ための他の樋が設けられていることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の同位体分離用電極構造体。2. The electrode structure for isotope separation according to claim 1, wherein another gutter for accumulating recovered metal atoms is provided at a lower end of the gutter.
下端部には下り勾配の傾斜面が形成されて樋が設けられ
ていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の同
位体分離用電極構造体。3. The cathode is bent from a substantially central portion,
The electrode structure for isotope separation according to claim 1, wherein an inclined surface having a downward slope is formed at the lower end portion and a gutter is provided.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61107487A JPH062216B2 (en) | 1986-05-10 | 1986-05-10 | Electrode structure for isotope separation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61107487A JPH062216B2 (en) | 1986-05-10 | 1986-05-10 | Electrode structure for isotope separation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62266126A JPS62266126A (en) | 1987-11-18 |
| JPH062216B2 true JPH062216B2 (en) | 1994-01-12 |
Family
ID=14460459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61107487A Expired - Lifetime JPH062216B2 (en) | 1986-05-10 | 1986-05-10 | Electrode structure for isotope separation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH062216B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51131971A (en) * | 1975-03-24 | 1976-11-16 | Hideo Tomoyasu | Electrostatic precipitator |
| JPS60244327A (en) * | 1984-05-21 | 1985-12-04 | Toshiba Corp | Isotope separation apparatus by laser beam |
-
1986
- 1986-05-10 JP JP61107487A patent/JPH062216B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62266126A (en) | 1987-11-18 |
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