DE2438888A1 - Verfahren zur anregung eines isotopengemisches - Google Patents
Verfahren zur anregung eines isotopengemischesInfo
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Description
1 2. AUG. TO
KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen,
Werner-von-Siemens-Str.
VPA 74/9436 Mü/Ant
Verfahren zur Anregung eines Isotopengemisch.es
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur selektiven frequenzmäßigen Beeinflussung eines Spektrums einer
elektromagnetischen Strahlung, insbesondere einer Laserstrahlung,
zur gezielten Anregung bestimmter Komponenten eines Isotopengemisches. Es ist bekannt, innerhalb eines z.B.
dampfförmigen Isotopengemisches ein bestimmtes Isotop durch
Bestrahlung mittels einer elektromagnetischen Welle, z.B. einer Laserstrahlung bestimmter Wellenlänge, selektiv anzuregen,
damit mit anderen Stoffen chemisch leichter reaktionsfähig zu machen und somit aus dem Stoffgemisch zu entfernen,
siehe z.B. die DAS 2 206 355. Auf diese Weise ist es möglich, die normalerweise ursprünglich als Gemisch vorhandenen
Isotopen eines bestimmten Stoffes, wie z.B. Uran, zu trennen und damit für ihre spätere Verwendung besser geeignet zu
machen. Auch die Ionisierung der Moleküle bestimmter Isotopen ist auf diese Weise möglich und wird in diesem Sinne ausgenützt.
Zur Trennung können dann physikalische Verfahren verwendet werden, siehe z.B. die DAS 2 120 401. Die Ausbeute dieser
Verfahren ist allerdings verhältnismäßig gering, da die Zahl der Moleküle, welche durch eine einzige feststehende Frequenz
einer elektromagnetischen Welle angeregt werden können, verhältnismäßig klein ist.
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- 2 - 'VPA 74/9436
Es stellte sich, daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Anregung
bestimmter Isotopen mit Hilfe einer elektromagnetischen Strahlung zu finden, das mit diesem Nachteil nicht verbunden ist.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß vor den
Reaktionsraum für die selektive Anregung des Isotopengemisches ein von der Strahlung durchsetztes Filter angeordnet wird, das
jenes Isotop, vorzugsweise in dampfförmiger Gestalt enthält,
das im Reaktionsraum unbeeinflußt bleiben soll. Es wird dabei nicht mehr von einer elektromagnetischen Strahlung einer bestimmten
Frequenz ausgegangen, sondern vielmehr von einer Strahlung, die ein FrequenzSpektrum aufweist. Es wird außerdem
von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß die Molekülspektren
dieses Isotopengemisches sogenannte Bandenspektren sind, bei denen die Absorptionsfähigkeit auf viele Linien über die
Breite des gesamten Bandes verteilt ist. Mit einer leistungsfähigen Strahlenquelle, deren Bandbreite der Breite des
Spektralbandes oder seines wesentlichsten Teiles entspricht , kann man nahezu alle Moleküle erfassen. Für die Erzielung
eines Trenneffektes ist es aber notwendig, daß das Stoffgemisch nur von einem solchen Strahlungsspektrum durchsetzt
wird, dessen Frequenzen nur von dem einen Isotop des Gemisches absorbiert werden. Die anderen Frequenzen müssen also ausgefiltert
werden. Dies geschieht dadurch, daß eine Filtereinrichtung verwendet wird, die jenes Isotop enthält, das im
Reaktionsraum unbeeinflußt bleiben soll. Auf diese Weise werden von diesem Filter alle jene Frequenzen absorbiert, die mit den
Absorptionsfrequenzen des darin enthaltenen Filterstoffes übereinstimmen.
Dies ist in der beiliegenden Figur schematisch dargestellt. Mit 1 ist die Quelle der elektromagnetischen Strahlung, also
z.B. eine Laserquelle, angedeutet. Mit 2 das Filter und mit 5 der Reaktionsraum. Dieser enthält das Isotopengemisch A + B,
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- 3 - VPA 74/9436
von dem nur das Isotop A angeregt werden soll. Im Filter 2 befindet sich in reiner Form das Isotop B, das die diesem
Isotop eigentümlichen Absorptionsfrequenzen aus dem Spektrum der ursprünglichen Strahlung herausfiltert. Bei größeren
Leistungen wird es dabei notwendig sein, dieses dampfförmige Isotop B in einem Kreislauf durch das Filtergefäß 2 hindurchzuschicken,
damit immer wieder für die Absorption der nichtbenötigten Frequenzen noch nicht angeregte Moleküle zur Verfügung
stehen. Die angeregten Moleküle fallen während des Kreislaufes in den ursprünglichen Zustand zurück. Zur Erzeugung dieses
Kreislaufes ist eine Pumpe 3 vorgesehen, der ein Kühler 4 vor- oder nachgeschaltet ist, damit die absorbierte Energie
als Wärme abgeführt werden kann, bzw. das Filtermedium auf der für die Absorption günstigsten Temperatur verbleibt bzw.
auf diese eingestellt werden kann.
Das Filtergefäß ist selbstverständlich mit in Strahlungsrichtung optisch durchlässigen Wänden versehen, die außerdem
mit Reinigungseinrichtungen ausgerüstet sein können, falls die Gefahr eines staubförmigen Niederschlages während des
Betriebes auftreten sollte.
Als Strahlungsquelle 1 kann dabei eine solche Verwendung
finden, die von sich aus ein Spektrum der benötigten und gewünschten Breite besitzt. Es kann jedoch auch eine Strahlungsquelle
Verwendung finden, die nur eine einzige Frequenz abgibt, jedoch durch äußere, wie z.B. magnetische Mittel, gewobbelt
werden kann. Ein solches abstimmbares Lasersystem besteht z.B. aus einem CO-Pumplaser und einem abstimmbaren
Raman-Spin-Flip-Laser.
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- 4 - VPA 74/9436
Bei dem bekanntesten Ausgangsstoff für die Kernbrennstoff-
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herstellung TJranhexafluorid befindet sich im Filter 2 TJ F,-
und im Reaktionsraum 5 die natürliche Isotopenmischung dieser Verbindung. Durch diese Filteranordnung werden nun im eigent-
235
liehen Reaktionsgefäß 5 nur die TJ F,- Moleküle angeregt,
liehen Reaktionsgefäß 5 nur die TJ F,- Moleküle angeregt,
die 258U P6 Moleküle bleiben unbeeinflußt.
Es ist klar, daß es auf diese Weise möglich ist, die Ausbeute bei einem derartigen Trennvorgang gegenüber dem Stande der
Technik ganz wesentlich zu erhöhen. Selbstverständlich ist dieses Verfahren nicht auf Uran beschränkt, es läßt sich im
Prinzip überall dort anwenden, wo es darum geht, Isotope bzw. deren Verbindungen voneinander zu trennen, wenn normale
chemische Methoden nicht anwendbar sind. Ein weiteres Beispiel für eine wünschenswerte Isotopentrennung im Bereich der Kerntechnik
ist weiterhin das Bor, dessen Isotop Bor 11 für metallurgische Zwecke sehr vorteilhaft wäre, jedoch noch
nicht mit wirtschaftlichen Mitteln rein darstellbar ist.
4 Patentansprüche
1 Figur
1 Figur
0^09/^ 5 A G
Claims (4)
1. "Verfahren zur selektiven frequenzmäßigen Beeinflussung
eines Spektrums einer elektromagnetischen Strahlung, insbesondere einer Laserstrahlung, zur gezielten Anregung
bestimmter Komponenten eines Isotopengemisches, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Reaktionsraum für die selektive
Anregung des Isotopengemisches ein von der Strahlung durchsetztes Filter angeordnet wird, das vorzugsweise im dampfförmigen
Zustand jenes Isotop enthält, das im Reaktionsraum unbeeinflußt bleiben soll. . ■■ . .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strahlungsquelle verwendet wird, deren Frequenzspektrum
etwa der Bandbreite der Absorptionsfrequenzen des Isotopengemisches entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Strahlungsquelle veränderlicher Frequenz verwendet wird, deren Frequenz durch äußere Mittel wie z.B. Magnetfelder
ständig etwa entsprechend der Bandbreite der Absorptionsfrequenzen
des Isotopengemisches gewobbelt wird.
4. Einrichtung zur Durchführung der Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter aus einem
Gefäß mit in Strahlungsrichtung optisch durchlässigen Wänden besteht und an eine Einrichtung zur Umwälzung und
Temperaturhaltung des Filterstoffes angeschlossen ist.
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Lee
rseite
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---|---|---|---|
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AU83759/75A AU8375975A (en) | 1974-08-13 | 1975-08-07 | Selectively exciting an isotope mixture |
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Publication Number | Publication Date |
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DE2438888A1 true DE2438888A1 (de) | 1976-02-26 |
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Family Applications (1)
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DE (1) | DE2438888A1 (de) |
FR (1) | FR2281785A1 (de) |
IL (1) | IL47755A0 (de) |
ZA (1) | ZA754866B (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2738651A1 (de) * | 1976-08-27 | 1978-03-02 | Agency Ind Science Techn | Verfahren zur trennung und anreicherung von lithiumisotopen mittels laser |
US4239964A (en) * | 1978-10-30 | 1980-12-16 | Scintrex Limited | Method for uranium determination |
EP0058213A1 (de) * | 1979-09-28 | 1982-08-25 | Allied Corporation | Isotopentrennung durch Solar-Photoionisation |
US4365153A (en) | 1979-06-25 | 1982-12-21 | Scintrex Limited | Detection of certain minerals of zinc, tungsten, fluorine, molybdenum, mercury and other metals using photoluminescence |
-
1974
- 1974-08-13 DE DE2438888A patent/DE2438888A1/de active Pending
-
1975
- 1975-07-22 IL IL47755A patent/IL47755A0/xx unknown
- 1975-07-29 ZA ZA00754866A patent/ZA754866B/xx unknown
- 1975-08-07 AU AU83759/75A patent/AU8375975A/en not_active Expired
- 1975-08-08 FR FR7524836A patent/FR2281785A1/fr not_active Withdrawn
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EP0058213A1 (de) * | 1979-09-28 | 1982-08-25 | Allied Corporation | Isotopentrennung durch Solar-Photoionisation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ZA754866B (en) | 1976-07-28 |
AU8375975A (en) | 1977-02-10 |
FR2281785A1 (fr) | 1976-03-12 |
IL47755A0 (en) | 1975-12-31 |
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