DE2627995A1

DE2627995A1 - Verfahren und vorrichtung zur isotopentrennung

Info

Publication number: DE2627995A1
Application number: DE19762627995
Authority: DE
Inventors: James C Keck; Jaime A Woodroffe
Original assignee: Jersey Nuclear Avco Isotopes Inc
Current assignee: Jersey Nuclear Avco Isotopes Inc
Priority date: 1975-06-30
Filing date: 1976-06-23
Publication date: 1977-01-27
Also published as: AU1530976A; IT1065649B; IN144242B; IL49643A; FR2315981B1; FR2315981A1; CA1057427A; SE7607392L; NL7607070A; IL49643A0; US4039411A; JPS526897A; AU508280B2; CH620837A5; BE843589A; ES448767A1; GB1537757A

Description

8000 München 22

Tel. (O 89) 22 72 O1/22 7244/29 ΒΓ

Telegr. Allpatent München Telex S 22048

Patentanwälte Dipl.-Ing. R. B E ETZ sen Dipl.-Ing. K. LAMPRECHT Dr.-Ing. R. BEETZ jr.

052-25.717P 23. 6. 1976

Jersey Nuclear-Avco Isotopes, Inc., Bellevue, Washington

V. St.A.

Verfahren und Vorrichtung zur Isotopentrennung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Isotopentrennung, insbesondere mit schwingungsangeregten und Schwingungs-Translations-Reaktionen der angeregten Teilchen.

Ein Lasergerät ist zur Isotopentrennung vorteilhaft, da es eine Anregung eines bestimmten Isotops ohne entsprechende Anregung eines anderen Isotops des gleichen Materials oder Werkstoffes ermöglicht.

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Die Anregung kann entweder für Elektronen in den verschiedenen Bahn- oder Hüllenzuständen um das Atom bzw. den Kern 'vgl. z. B. US-PS 3 772 519 der gleichen Anmelderin) erfolgen oder eine Schwingungsanregung sein 'vgl. US-Patentanmeldung 514 303 vom 15.10.1974 der gleichen Anmelderin^. Eine isotopenselektive Anregung von Elektronenhüllenzuständen wird vorzugsweise bei einem Verfahren zur isotopenselektiven Ionisation verwendet, x\^robei den Teilchen der gewünschten Isotopenart eine von den Teilchen von anderen Isotopenarten verschiedene elektrische Ladung gegeben wird, so daß deren physikalische Trennung durch Wechselwirkung mit einem elektrischen, magnetischen oder einem kombinierten Feld möglich ist. Bei der Schwingungsanregung wurde auch schon erwogen, den Akkommodationskoeffizienten durch Schwingungsanregen von Molekülen einer gewählten Isotopenart so zu ändern, daß bei einer Diffusion von Molekülen einer Mischung von Isotopen durch enge Diffusionskammern das schwingungsangeregte Isotop weniger gut an den Kanlwänden haften bleibt und so mit höherer Geschwindigkeit und im wesentlichen zunehmendem Diffusionskoeffizienten (Diffusions-Wirkungsgrad) diffundiert.

Erfindungsgemäß dient eine Schwingungsanregung von Molekülen mit Komponenten einer ausgewählten Isotopenart zur Umwandlung von Schwingungs- in Translationsanregung der Moleküle der gewählten Isotopenart durch Stoß mit den Molekülen eines schweren Trägeroder Untergrundgases. Der sich ergebende Unterschied in der Translation zwischen den Molekülen der gewählten Isotopenart und allen anderen Molekülen der gleichen Komponenten aber verschiedener Isotope erlaubt deren getrenntes Sammeln»

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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das insbesondere zur Urananreicherung geeignet ist, wird ein Unterschall-Tieftemperatur-Strom von Uranhexafluorid-Molekülen zusammen mit dem Träger- oder Untergrundgas eines Edelgases, wie z. B. Argon, durch eine Kühlkammer geleitet, die durch Laserstrahlung bestrahlt wird, die zur Schwingungsanregung der Uranhexafluorid-Moleküle eines bestimmten Uranisotops in einen angeregten Schwingungszustand abgestimmt ist. Die Dichte des Untergrund- oder Trägergases ist vorzugsweise wesentlich höher als die Dichte von Uranhexafluorid, so daß die Wahrscheinlichkeit eines Zusammenstoßes der schwingungsangeregten Moleküle mit einem Untergrundgas-Molekül größer ist als mit einem unangeregten UF ,--Molekül. In diesem Fall stoßen die schwingungsangeregten Uranhexafluorid-Moleküle vorzugsweise mit einem Molekül des Untergrundgases zusammen, was zu einer Umwandlung der Anregungsenergie in Translationsenergie des angeregten Moleküls führt, wodurch eine höhere thermische Energie oder ein größeres Diffusionsvermögen als bei den anderen Uranhexafluorid-Molekülen hervorgerufen wird.

Die strömenden Moleküle einschließlich der angeregten Moleküle treten direkt in eine Reihe von Kanälen ein, die durch auf Kryo- oder Tieftemperatur gekühlte Sammelflächen bestimmt sind. Die höhere thermische Geschwindigkeit oder das größere Diffusionsvermögen der angeregten Moleküle macht ihr Auftreffen auf eine Sammelfläche im Vergleich zu allgemein anderen Molekülen wahrscheinlicher, Die Moleküle, die auf die Sammelflächen auftreffen, kondensieren unmittelbar aufgrund deren Kryo- oder Tieftemperaturen. Nachdem eine vorbestimmte Schichtdicke von Molekülen auf den Flächen gesammelt wurde, wird der

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Uranhexafluorid-Strom unterbrochen und die Kammer bis zum Verdampfungspunkt des gesammelten Uranhexafluorids erwärmt, was dessen Entfernen als bestimmter angereicherter Uranhexafluorid-Strom ermöglicht.

Bei einem typischen Anreicherungsverfahren werden zahlreiche Anreicherungsstufen der oben beschriebenen Art verwendet, um eine kumulative oder additive Anreicherung und Verarmung der gewünschten Isotopenart in bestimmten Stromwegen zu erzielen. Es ist vorzugsweise bei einer derartigen Vielstufen-Anlage vorteilhaft, den erfindungsgemäßen Unterschall-Strom zu verwenden, da er eine Vielzahl von Rekompressionsstufen freier Expansionen und ebenso die Probleme vermeidet, die mit Grenzschichten in Überschall-Strömen durch enge Kanäle und bei niedrigen Dichten verknüpft sind.

Die Erfindung sieht also ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Isotopentrennung oder -anreicherung vor, bei denen Moleküle einer gewählten Isotopenart in einem Strom mit Molekülen mehrerer Isotopenarten schwingungsangeregt werden und mit einem Untergrundgas zusammenstoßen, um einen erhöhten Diffusionsgrad für die Moleküle der gewählten Isotopenart zu erzeugen, was deren getrenntes Sammeln ermöglicht. Das Verfahren und die Vorrichtung sind vorzugsweise zur Urananreicherung geeignet, bei der Uranhexafluorid-Gas zusammen mit einem Edelgas, wie z. B. Argon, verwendet wird. Die Uranhexafluorid-Moleküle mit einem bestimmten Uranisotop werden durch Laserstrahlung schwingungsangeregt. Die Schwingungsenergie wird in eine Translationsenergie nach dem Zusammenstoß mit einem Teilchen des Untergrundgases umgewandelt., und die zusammengefaßte Translations -

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energie erhöht den Diffusionsgrad der ausgewählten Uranhexafluorid-lVbleküle, was deren Kondensation an den für diesen Zweck vorgesehenen Sammelflächen erleichtert. Dieses Vorgehen wird periodisch unterbrochen und der Tieftemperatur- oder Kryogen-Strom wird gestoppt, um eine Verdampfung der gesammtelten Moleküle zu erlauben, so daß ein bestimmter angereichterter Strom entsteht.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm zur Erläuterung des Prinzips des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer einzigen Anreicherungsstufe;

Fig. 2 einen Schnitt eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anreicherungsvorrichtung;

Fig. 3 einen Schnitt senkrecht durch die Vorrichtung der Fig. 2;

Fig. 4 eine Laseranlage zur Verwendung bei der Erfindung;

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen AnreicherungsVerfahrens; und

Fig. 6 ein Diagramm einer Anlage zur Verbindung mehrerer erfindungsgemäßer Stufen.

Die Erfindung sieht eine Vorrichtung zur Anreicherung von Isotopen vor, die in molekularen Zusammensetzungen

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auftreten, bei der Moleküle, die ein Atom oder Atome eines bestimmten Isotops enthalten, ohne entsprechende Anregung anderer Moleküle zu Schwingungen angeregt werden, und bei der die angeregten Atome mit Teilchen eines Untergrundgases zusammenstoßen, um Schwingung in Translation des Moleküls umzuwandeln. Die Translation führt es zu einer Sammelfläche, die zur Aufnahme dieser Moleküle der bestimmten Isotopenart in angereichterten oder konzentrierten Anteilen geeignet ist.

Die Erfindung verwendet einen Unterschall-Strom von Gas durch eine Leitung, die zum Erzeugen einer strömenden Umgebung der in einer Mischung mit einem Untergrundoder Trägergas anzureichernden Moleküle geeignet ist. Der Kanal-Unterschall-Strom vermeidet die Grenzschicht und die Strom-Grenzflächen-Probleme, die mit Überschall-Strömen durch enge Kanäle bei geringen Dichten verbunden sind, sowie eine unwirtschaftliche Rekompression in einer Anlage mit freier Expansion.

Bei der Anreicherung werden mehrere Stufen verwendet, die entsprechend dem oben erläuterten Verfahren arbeiten, wobei jede Stufe getrennt einen angereichterten und einen verarmten Ausgangsstrom erzeugt, die ihrerseits zu den Strom-Eingängen getrennter anderer Stufen zur weiteren Trennung dieser Ausgangsströme in zusätzlich angereicherte und verarmte Ströme in jedem Fall führen.

Die Erfindung ist insbesondere zur Trennung von Uran in Isotope geeignet, die in molekularer Form auftreten, wie z. B. Uranhexafluorid. Das Grundprinzip der Erfindung zur Trennung von Uranhexafluorid-Molekülen hinsichtlich Uran-Isotope ist im Diagramm der Fig. 1 dargestellt. Wie dort gezeigt ist, hat eine Leitung 12 einen Eingang

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l4, in den ein Unterschall-Strom einer Mischung aus Uranhexafluorid-Molekülen 16 und Atomen 18 eines Edelgases, vorzugsweise Argon, gerichtet ist. Der Einlaß wird auf ungefähr 200 ⁰K temperaturgesteuert. Das durch die Leitung 12 strömende Gas ist bei dieser Temperatur oberhalb des Kondensationspunktes, so daß es nicht an den Wänden der Leitung 12 haftet.

Weiter unterhalb des Einlasses in einem Bereich erniedrigt ein anderes Temperatur-Steuerglied die thermische Energie der Gase in der Leitung auf ungefähr 50 bis 100 ⁰K, was gut unterhalb der Kondensationstemperatur für die Uranhexafluorid-Moleküle ist. Diese niedrige Temperatur gewährleistet, daß ein hoher Prozentsatz der Moleküle im Grund-Schwingungszustand ist und daß die Breite des Rotations-Q,-Zweiges geringer als die Verschiebung oder Trennung zwischen den 235 UF/-- und den 2^8 UFg-Isotopen ist. In diesem Bereich 20 wird das durch die Leitung 12 strömende Gas mit Laserstrahlung im Infrarotbereich von ungefähr 12 oder l6 /um bestrahlt und genau auf eine Schwingungs-Absorptionslinie für eines der Uranisotope im Uranhexafluorid-Molekül abgestimmt,

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insbesondere auf das U ^ -Isotop. Photonen 22 dieser bestimmten Energie werden mit einer gegebenen Wahrscheinlichkeit durch eines der Moleküle 24 absorbiert, die ins-

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besondere das U -Isotop enthalten. Die Laser-Anregung bei dem zum Erzeugen einer Schwingungsanregung der Moleküle bei der Erfindung zu verwendenden Photon 22 ist von der laserinduzierten Anregung der Elektronenenergien in Atomen oder Molekülen zu unterscheiden (vgl. z. B. die oben erwähnte US-PS 3 772 519). Hierbei dient die Laseranregung insbesondere einer wesentlich höheren frequenz und Photonenenergie zur Erzeugung eines Über-

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ganges im Energiezustand von z. D. einem Uranatom, indem äußere Hüllenelektronen in eine entferntere Elektronenbahn gebracht werden, und letztlich in einem ionisierten Zustand durch Strahlungsabsorption oder andere Effekte. Bei der Erfindung wird die Laserstrahlung zur Erzeugung von Schwingung molekularer Atome aus Energie verwendet, die auf das Molekül durch Photon^nabvsorption übertragen wird. Die durch das Molekül absorbierte Laserstrahlung induziert eine Schwingungsanregung der Atome des Moleküls, die als Induzierung einer genauen mechanischen Schwingung des Moleküls angesehen werden kann. Für dieses Ergebnis wird das Lasergerät vorzugsweise hinsichtlich seiner Eigenschaft ausgewählt, auf eine bestimmte Frequenz abgestimmt zu sein, die das Molekül zu Schwingungen anregt. Zusätzlich ist das Lasergerät, wie später näher erläutert wird, so eingestellt, daß seine Ausgangs-Wellenlänge geeignet begrenzt ist, um für schwingungsangeregte Moleküle isotopenselektiv zu sein. In diesem Fall bewirkt die Isotopenselektivität eine Schwingungsanregung der U ^ -Isotope enthaltenden Uranhexafluorid-Moleküle ohne entsprechende Anregung

von Molekülen, die andere Isotope enthalten, vorzugsweise 8

Die schwingungsangeregten Moleküle 2h des Uranhexafluorids stoßen als Ergebnis der zufälligen Bewegungen, die dem Strom durch die Leitung 12 überlagert sind, mit anderen Molekülen oder Atomen im strömenden Gas zusammen. Dieser Zusammenstoß des schwingungsangeregten Moleküls erfolgt vorzugsweise mit einem der Argonatome 18. Dieser Zusammenstoß dient zur Umwandlung der Schwingungsenergie des angeregten Uranhexafluorid-Moleküls in Translationsenergie, die zur Geschwindigkeit und Richtung der Bewegung für dieses Molekül beiträgt, die vom allge-

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meinen Strom durch die Leitung 12 verschieden ist. Insbesondere ist die übertragene Bewegungsrichtung zufällig um eine Kugel mit gleichen Wahrscheinlichkeiten für alle Richtungen verteilt. Die reine Stromrichtung enthält so eine Komponente, die bewirkt, daß das nunmehr translatorisch angeregte Uranhexafluorid-Teilchen 24 zu den Kanten der Leitung 12 fliegt oder diffundiert. Diese Bewegungskomponente ermöglicht ein getrenntes S .mmeln der konzentrierten oder angereichterten Teile der angeregten Uranhexafluorid-Moleküle auf Sammelflächen 26. Die Flächen 26 sind parallel zur allgemeinen Stromrichtung durch die Leitung 12 ausgerichtet, um eine Mindestmenge der unangeregten Teilchen zu sammeln, wobei gewährleistet wird, daß eine wesentliche Menge der angeregten Teilchen auf die Sammelfächen 26 auftrifft, wo sie aufgrund der niedrigen Temperatur unter der Kondensationstemperatur der Moleküle kondensieren, die im Bereich 20 aufrechterhalten wird.

Diese Teilchen im Strom, die über die Flächen 26 ohne Kondensation auf diesen verlaufen, fliegen weiter durch die Leitung 12 zu einem Bereich 28, der erneut den Teilchenstrom auf ungefähr 200 ⁰K erwärmt, um eine weitere Kondensation auf den Leitungswänden zu verhindern.

Der Strom durch die Leitung 12 hat vorzugsweise eine Geschwindigkeit von 60 m/s; er ist aber nicht notwendigerweise auf diese Geschwindigkeit begrenzt, solange ein Unterschall-Strom erzielt wird. Argon ist ein geeignetes Träger- oder Untergrundgas; es ist jedoch auch möglich, andere Gase, wie z. B. Helium, Krypton, Xenon, Stickstoff oder Neon zu verwenden. Vorzugsweise ist die Dichte des Argon- oder Untergrundgases wesentlich

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höher als die Dichte in Molekülen je Volumeneinheit des anzureichernden Uranhexafluorids. Dies gewährleistet eine wesentlich größere Wahrscheinlichkeit, daß die schwingungsangeregten Uranhexafluorid-Moleküle mit einem der Argonmoleküle zusammenstoßen als mit einem anderen Uranhexafluorid-Molekül, das von der gewünschten Isotopenart ist oder nicht. Da der Zusammenstoß eine Translation auf das schwingungsangeregte Molekül und auf das Molekül überträgt, mit dem es zusammenstößt, werden vorzugsweise Zusammenstöße von einem angeregten Uranhexafluorid-Molekül mit einem zweiten Uranhexafluorid-Molekül vermieden, die im allgemeinen eine unselektive Translationsanregung oder thermische Anregung des zweiten Uranhexafluorid-Moleküls hervorrufen. Eine derartige unerwünschte Translationsanregung verringert die Anreicherung des gewünschten Isotops in den Uranhexafluorid-Molekülen auf den Sammelflächen 26. Es ist von geringer Bedeutung, ob Mengen der Trägergasmoleküle mit dem angereichterten Uranhexafluorid gesammelt werden, da diese sofort später auf herkömmliche Weise getrennt werden können. Demgemäß ist die Dichte für die Uranhexafluorid-Moleküle vorzugsweise auf etwa eine Größenordnung unterhalb der Dichte der Trägergasmoleküle eingestellt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die UPx--Dichte 5 %. Bei Argon beruht die Dichte der Argonmoleküle auf folgenden Überlegungen; es wird ein Schwingungs-Abkühlen oder -Abregen des Uranhexafluorids im kalten Kanal auf einen Punkt gewährleistet, in dem die Absorptionslinienbreiten für die Uranhexafluorid-Moleküle ausreichend schmal sind, um eine isotopenselektive Absorption zu ermöglichen; die Dimerisation oder Konglomerisation höherer Ordnung

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der molekularen Gasteilchen sollten verhindert werden; es sollten ausreichende Mengen von Argonatomen zur Verfügung stehen, um eine genügende Wahrscheinlichkeit für einen Zusammenstoß zwischen schwingungsangeregten Uranhexafluorid-Molekülen und Argonmolekülen des Untergrundgases zu haben; der Laserstrahl sollte sich über Entfernungen fortpflanzen, die für Isotopentrennanlagen geeignet sind, insbesondere einige 10 m. Aus diesen Überlegunge
festgelegt.

Überlegungen wird die Dichte von Argon auf 3 · 10 /cm

Die Erwägungen, die die Temperatur in der Leitung in den jeweiligen Bereichen 14, 20 und 28 festlegen, sind so, daß ausreichend Wärmeenergie in dem durch die Bereiche 14 und 28 strömenden Gas vorliegt, um dessen Kondensation an den Wänden der Leitung zu verhindern, während die Temperatur für den Bereich 20 ausreichend

235 kalt sein muß, um die Absorptionsbänder für U F^

O O

und U Fx₅ zu trennen, was gut unterhalb der Kondensationstemperatur für Uranhexafluorid ist, wodurch eine ausreichende Abkühlung der Flächen 26 gewährleistet wird, so daß ein hoher Prozentsatz der translatorisch oder thermisch angeregten Teilchen, die vorzugsweise auf die Sammelflächen 26 auftreffen, dort haften. Die oben festgelegten Temperaturen und Parameter sind Vorzugswerte und aufgrund der beschriebenen Überlegungen keine Grenzwerte.

Nachdem das Sammeln angereichter Teilchen von Uranhexafluorid (vgl. Fig. 1) zur Bildung einer vorbestimmten Schichtdicke eines angereichterten Kondensats auf den Flächen 26 geführt hat, wird der Strom durch die Leitung 12 beendet und der Bereich der Flächen 26 erwärmt, um das angesammelte Uranhexafluorid zu verdampfen. Das ver-

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dampfte Uranhexafluorid wird dann aus der Leitung 12 durch diese oder in einem Strom reinen Argons gesammelt, wo es zu einer weiteren ähnlichen Leitung für zusätzliche Anreicherung entsprechend dem oben erläuterten Betrieb geleitet wird.

Dieses Verfahren ist insbesondere in der Fig. 5 dargestellt, die ein Flußdiagramm der Anreicherungsschritte für jede Stufe wie in Fig. 1 zeigt. Wie in der Fig. 5 dargestellt ist, strömt die eintretende Mischung aus Argon und Uranhexafluorid durch einen Leitungsbereich, wo sie in der Temperatur auf 200 K in einer Temperatur-Steuerstufe J>0 gesteuert wird. Der Strom wird dann in einer Stufe 32 auf 100 K im Anregungsund Trennbereich abgekühlt. Die gekühlte Mischung aus Argon und Uranhexafluorid wird dann in einer Stufe 3^ schwingungsangeregt, indem Laserstrahlung direkt vor dem Bereich der Sammelflächen 26 einwirkt. Die schwingungsangeregten Moleküle stoßen vorzugsweise mit Atomen des Untergrund- oder Trägergases zusammen, wie dies durch eine Stufe J>6 dargestellt ist, wobei die Schwingungsanregung in eine Translationsanregung übertragen wird, die dem Strom der Uranhexafluorid-Moleküle eine Bewegungskomponente in der Leitung 12 überträgt, die ihrerseits diese zur Kondensation auf einer der Flächen 26 in einer Sammelstufe 38 schneller leitet oder diffundiert. Da Wärme schneller aus der Argon- und Uranhexafluorid-Mischung diffundiert als die Moleküle zu den Leitungswänden diffundieren, kann gewährleistet werden, daß die Kondensation in erster Linie auf den Sammelflächen 26 eintritt.

Die zurückbleibenden Komponenten in dem in der Stufe 38 nicht gesammelten Gasstrom werden im Bereich

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erneut auf 200 K in einer Stufe 40 erwärmt, um eine weitere Kondensation zu verhindern, und der erwärmte Strom, der ein verarmter Ausgangsstrom ist, kann zur nächsten früheren Anreicherungsstufe in einer Stufe 42 zur weiteren Verarbeitung geführt werden. Periodisch wird der Uranhexafluorid-Strom durch die Leitung 12 in einer Stufe 44 unterbrochen, und das Kondensat auf den Flächen 26 und Kammerwänden verdampft in einer Stufe 46, was zur Erzeugung angereichterten Gases führt, das in einer Stufe 48 zur nächsten folgenden Anreicherungsstufe zur weiteren Anreicherung des gewünschten Uranisotops im Uranhexafluorid-Molekül geleitet werden kann. Der angereicherte Dampf kann aus der Leitung zur nächsten Stufe gepumpt oder abgezogen werden, indem reines Argon durchgespült wird.

Eine Vorrichtung mit einer einzigen erfindungsgemäßen Anreicherungsstufe ist in den Fig. 2 und ."5 dargestellt. Wie in der Fig. 2 gezeigt ist, ist eine Leitung 50 ungefähr 10 cm hoch und 20 m tief in ihren Innenabmessungen und hat eine Außenwand 52, durch die eine Reihe von Kühlkanälen 54 mit einem Temperatur-Regler 56 in Verbindung stehen, der die Temperatur des Bereiches in der Leitung 50 bei 200 K hält, wie dies oben erläutert wurde. Die Leitung 50 führt zu einer Leitung 58 mit ähnlichen Abmessungen, die weitere Kühlkanäle 60 aufweist, durch die ein Kühlmittel von einem Tieftemperaturerzeuger 62 gepumpt wird, um den Bereich in der Leitung 58 auf 100 K zu halten. Die Länge der oben beschriebenen Leitung 58 soll gewährleisten, daß der Argon- und Uranhexafluorid-Strom bei den festgelegten Dichten auf 100 K abgekühlt wird, und sie beträgt vorzugsweise 200 cm. An einem Punkt im Bereich der Leitung 58, wo

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die Temperatur von. 100 K erreicht ist, liegt ein Fenster 64 in einer Seitenwand der Leitung 58, damit eine Bestrahlung des Stromes mit abgestimmter Laserstrahlung möglich ist, um eine Schwingungsanregung der Uranhexafluorid-Moleküle mit der gewünschten Isotopenart zu erzeugen. Die Ausdehnung des einwirkenden Laserstrahles in Richtung des Gasstromes beträgt ungefähr 1 cm. Direkt stromabwärts des Fenfeers 64 ist eine Reihe von Sammelflächen 66 vorgesehen, die sich so ausdehnen, daß sie eine Folge paralleler Kanäle zum allgemeinen Strom durch die Leitung 58 bilden. Der Abstand der Flächen 66 beträgt ungefähr 20 mm, und ihre Länge mißt ca. 200 mm, was vorteilhafte Abmessungen aufgrund der Verteilung der Stromgeschwindigkeit für die translationsangeregten Teilchen sind.

Die Leitung 58 führt zu einer weiteren Leitung 68 mit ähnlichen Abmessungen, in der eine Reihe von Fluidkanälen 70 ein Heizfluid von einem Temperatur-Regler 72 führt, der in der Leitung 68 eine Temperatur von 200 °K aufrechterhält, wodurch der Gasstrom in diesem Bereich erwärmt wird.

Die Fig. J5 zeigt einen senkrechten Schnitt der Leitung 58 in dem in Fig. 2 dargestellten Bereich; weiterhin sind die Kanäle 64 für ein Tieftemperatur-Kühlmittel sowie die Reihe von Flächen 66 dargestellt, die die Kanäle durch die Leitung 58 festlegen.

Die Fig. 3 zeigt weiterhin ein IR-Lasergerät 74, das ein Kohlensulfid- oder Schwefelkohlenstoff-Laser mit einem Ausgangsstrahl 76 sein kann, der auf eine Schwingungs-Absorptionslinie nahe 12 /um in der Wellen-

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länge abgestimmt ist. Der Strahl 76 ist durch das Fenster 64 auf den Bereich direkt stromaufwärts der Sammelflächen 66 gerichtet. Das Lasergerät 74 ist vorzugsweise, aber nicht notwendig, ein Dauerstrich-Laser

ο mit einer Ausgangsleistung von ungefähr 1000 W (40 W/cm ).

Ein Folgesteuerglied 78 steuert die Anregungsstrahlung vom Laser 74 und den Strom des Kühlmittels durch die Kanäle 60 zum Tieftemperatur-Kühlsystem 62, um eine periodische Unterbrechung der Laserstrahlung zu bewirken, die mit dem Erwärmen des Bereiches der Leitung 58 auf eine vorzugsweise Temperatur von 200 ⁰K gekoppelt ist, um das Kondensat von den Flächen 66 zu verdampfen.

Während lediglich eine einzige Frequenz der anregenden Laserstrahlung dargestellt ist, können vorzugsweise mehrere Laser-Strahlungsquellen verwendet werden, wie z. B. ein erstes Lasergerät 80 und ein zweites Lasergerät 82 (vgl. Fig. 4). Die Ausgangsstrahlen der Lasergeräte 80 und 82 können durch einen Strahlmischer 84 vereinigt werden, um einen vereinigten Strahl 86 zu erzeugen, der durch das Fenster 64 geführt wird. Dies ermöglicht die Verwendung mehrerer Frequenzen der anregenden Laserstrahlung zur Schwingungsanregung des gewünschten Isotops im Uranhexafluorid-Molekül von nicht nur dem Grund- oder Null-Schwingungsenergiepegel aus, sondern auch von einem oder mehr Pegeln oberhalb des Grund-Schwingungsenergiepegels aus. Dadurch wird nicht nur die Ausbeute an angereichertem Kondensat durch schwingungsangeregte Teilchen erhöht, die in höheren Energiezuständen und so nicht zur Anregung mit einer einzigen Frequenz verfügbar sind, sondern das Entfernen der Moleküle aus den nächsthöheren Pegeln der Schwingungsanregung verringert auch den durch sie hervorgerufenen "Flaschenhalseffekt" (engl.: bottleneck-effect).

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Die Schwingungsrelaxation von diesen tiefliegenden Zuständen ist langsam verglichen mit der Relaxationszeit von den hoch angeregten Zuständen.

Weiterhin ist eine Vielstufen-Anreicherungs-Anlage vorgesehen, bei der jede Stufe mehrere (vorzugsweise I50) Leitungssysteme der in den Fig. 2 und 3 beschriebenen Art aufweist, die alle parallel angeordnet sind. Das angereicherte und verarmte Produkt jeder Stufe wird jeweils zur weiteren Verarbeitung zu ähnlichen Anreicherungsstufen höherer bzw. niedrigerer Ordnung geführt. Der Gasphaseneingang zu jeder Stufe besteht so aus einer Zusammensetzung aus dem angereicherten Ausgang der Stufe der nächsten niedrigen Ordnung und dem verarmten Ausgang der Stufe der nächsten höheren Ordnung.

Eine derartige Anlage ist in der Fig. 6 dargestellt. Dort empfangen mehrere Anreicherungsleijfcungen 88 der oben beschriebenen Art parallel eine gasförmige Argon- und Uranhexafluorid-Mischung. Der vereinigte Ausgangsstrom wird zu einem Ventil oder Absperrorgan 90 geführt, das gesteuert ist, um den Strom durch einen Kompressor 92 zu einem Vorratsbehälter 9^· für die Stufe der nächsten niedrigen Ordnung oder durch einen Kompressor 96 zu einem Vorratsbehälter 98 für die Anreicherungsstufe der nächsten höheren Ordnung zu richten. Die Kompressoren 92 und 96 kompensieren den durch Reibung in jeder Leitung 88 hervorgerufenen Gasdruckverlust. Das Ventil 90 wird durch ein Steuerglied 100 synchron mit dem Folgesteuerglied 78 betätigt, um den verarmten Ausgangsstrora von den Leitungen 88 durch den Kompressor 92 zum Speicherbehälter 9^ zu erzeugen und um während der Verdampfung des Kondensats von den Flächen 66 den angereicherten Ausgangsstrom durch den Kompressor 96 zum Vorratsbehälter 98 zu führen.

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Der Vorratsbehälter 9^ empfängt zusätzlich den angereicherten Ausgangsstrom der Anreicherungsstufe der zweiten niedrigeren Ordnung, und der Behälter 98 empfängt auch den verarmten Ausgangsstrom von der Anreicherungsstufe der zweiten höheren Ordnung.

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren zur Isotopentrennung von Molekülen, die Komponenten mit mehreren Isotopenarten enthalten,

gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: Erzeugen eines Stromes der Moleküle mit einem Trägermedium mit chemisch unterschiedlichen Teilchen,

selektives Anregen in einen erhöhten Sehwingungszustand von Molekülen mit Komponenten einer ersten Isotopenart,

Stoßen der schwingungsangeregten Moleküle mit den Teilchen des Trägermediums, um den Diffusionsgrad der angeregten Moleküle durch Stoß zu erhöhen, und

Absondern der Moleküle mit erhöhtem Diffusionsgrad aus dem Strom der Moleküle mit dem Trägermedium.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des Trägermediums wesentlich größer als die Dichte der Moleküle mit den Komponenten in mehreren Isotopenarten ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des Trägermediums ungefähr eine Größenordnung höher als die Dichte der Moleküle mit den Komponenten in mehreren Isotopenarten ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermedium Argongas enthält.

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5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Moleküle Uranhexafluorid enthalten.

6. Verfahren nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß der Strom der Moleküle und des Trägermediums vor dem Anregen tieftemperaturgekühlt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der gekühlte Strom der Moleküle und des Trägermediums auf eine Temperatur oberhalb ihrer Kondensat!onstemperatur nach dem Absondern erwärmt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7 j dadurch gekennzeichnet, daß der Strom der Moleküle und des Trägergases auf einer Temperatur oberhalb ihrer Kondensationstemperatur vor dem Kühlen gehalten wird.

9. Verfahren .nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur ungefähr 200 °K beträgt.

10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Tieftemperaturkühlen auf ungefähr 50 bis 100 K gekühlt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Absondern die Moleküle mit dem erhöhten Diffusionsgrad auf einer Fläche (66) gesammelt werden, und daß periodisch die gesammelten Moleküle von der Fläche {66) verdampft werden, wobei gleichzeitig der Strom der Moleküle unterbrochen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die verdampften Moleküle mit einem Trägergas geführt werden.

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13· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingungsanregen der Moleküle mit Komponenten einer Isotopenart das Einwirken von Laserstrahlung auf den Strom der Moleküle und des Trägermediums umfaßt.

14. Verfahren nach Anspruch 13* dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlung Jn der Frequenz auf die Frequenz von einem oder mehreren Schwingungsenergie-Übergängen für die Moleküle mit den Komponenten der einen Isotopenart begrenzt ist, ohne in der Frequenz einem Schwingungsenergie-Übergang für die Moleküle mit Komponenten der anderen Isotopenarten zu entsprechen.

15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte getrennt mehrere Male für die abgesonderten Moleküle und die zurückbleibenden Moleküle wiederholt werden.

16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schwingungsanregen Laserstrahlung auf den Strom der Moleküle und des Trägermediums einwirkt.

17. Verfahren nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlung im IR-Spektralbereich liegt.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlung eine oder mehrere Frequenzen hat, die auf Schwingungsanregen von Molekülen begrenzt sind, die Komponenten der einen Isotopenart haben, ohne entsprechend Moleküle mit Komponenten von anderen Isotopenarten anzuregen.

19. Verfahren nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlung Frequenzen zum Anregen von Schwin-

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gungsübergängen vom Grundzustand und einem oder mehreren erhöhten Schwingungsenergiezuständen hat, um den "Flaschenhalseffekt" durch Besetzen von einem oder mehreren erhöhten Zuständen zu verringern.

20. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom der Moleküle gesteuert wird, um deren Dimerisation und Kombination höherer Ordnung zu sperren.

21. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stoßen den Aufbau einer größeren Dichte für das Trägermedium als für den Strom der Moleküle einschließt, um eine größere Wahrscheinlichkeit für einen Stoß durch ein angeregtes Molekül mit Teilchen des Trägermediums als für unangeregte Moleküle zu erzeugen, die Komponenten der anderen Isotopenarten enthalten.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermedium ein Edelgas enthält.

23· Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Edelgas Argon enthält, und daß die Moleküle Uranhexafluorid enthalten, wobei die Dichte des Argongases ungefähr 3 · 10 /cnr und die Dichte des Uranhexafluorids ungefähr eine Größenordnung weniger betragen.

24. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Absondern die Moleküle mit erhöhtem Diffusionsgrad auf einer Fläche (66) gesammelt werden.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß periodisch der Strom der Moleküle mit dem Trägermedium unterbrochen wird, und daß die gesammelten MoIe-

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küle von der Fläche (66) während der Dauer des unterbrochenen Stromes verdampft werden.

26. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom der Moleküle auf eine Temperatur im wesentlichen unter ihrer Kondensationstemperatur vor dem Anregen gekühlt wird.

27. Verfahren nach Anspruch 2.6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom auf ungefähr 50 bis 100 °K gekühlt wird.

28. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der gekühlte Strom auf eine Temperatur oberhalb der Kondensationstemperatur der Moleküle nach dem Absondern erwärmt wird.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Stroms oberhalb der Kondensat!onstemperatur der Moleküle vor dem Kühlen gehalten wird.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur ungefähr 200 ⁰K beträgt.

31. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom der Moleküle und des Trägermediums im Unterschallbereich liegt.

32. Verfahren zum Trennen von Molekülen nach der Isotopenart einer Komponente des Moleküls,

gekennzeichnet durch

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die folgenden Verfahrensschritte:

Erzeugen eines Stromes der Moleküle durch eine Leitung (50), wobei die Moleküle Komponenten haben, die in mehreren Isotopenarten auftreten, zusammen mit einem Strom eines Trägergases mit wesentlich höherer Dichte als die Dichte der Moleküle,

Kühlen des Stromes der Moleküle und des Trägergases auf eine Temperatur unterhalb der Koridensationstemperatur der Moleküle, bei der ein hoher Prozentsatz der Moleküle im Grund-Schwingungszustand ist,

Einwirken einer oder mehrerer Frequenzen schmalbandiger IR-Strahlung, um selektiv einen oder mehrere Schwingungsübergänge in den Molekülen mit den Komponenten der einen Isotopenart anzuregen, ohne entsprechend Moleküle mit Komponenten der anderen Isotopenarten anzuregen,

Stoßen der schwingungsangeregten Moleküle mit den Teilchen des Trägergases, um die Schwingungsanregung der Moleküle in eine Translationskomponente umzuwandeln, die den angeregten Molekülen nach dem Stoß im Vergleich zu den unangeregten Molekülen einen erhöhten Diffusionsgrad überträgt,

Sammeln der Moleküle mit dem erhöhten Diffusionsgrad auf Flächen (66) in größeren Konzentrationen, und

periodisches Unterbrechen des Stromes der Moleküle und Verdampfen der gesammelten Moleküle von den Flächen (66), um deren Trennung zu bewirken.

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33· Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Moleküle eine Uranverbindung enthalten.

34. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom der Moleküle nach dem Sammeln zu einer ersten weiteren Leitung geführt und die Verfahrensschritte für den Strom in der ersten weiteren Leitung wiederholt werden, und daß die verdampften Moleküle zu einer zweiten weiteren Leitung geführt und die Verfahrensschritte für die verdampften Moleküle in der zweiten weiteren Leitung wiederholt werden.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Verfahrensschritte jeweils ein Komprimieren des Stromes und des Verdampfungsmittels und ein Lagern des komprimierten Stromes und Verdampfungsmittels in jeweiligen Behältern (94, 98) zur Einspeisung in die erste und die zweite weitere Leitung umfassen.

36. Vorrichtung zum Trennen von Molekülen nach der Isotopenart einer enthaltenen Komponente, die in mehreren Isotopenarten auftritt,

gekennzeichnet durch eine Leitung (50),

eine Einrichtung zum Erzeugen eines Stromes der Moleküle in der Leitung (50),

eine Einrichtung (74) zum selektiven Anregen in einen erhöhten Schwingungszustand von Molekülen mit Komponenten einer ersten Isotopenart,

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wobei der Strom ein Trägermedium mit Teilchen aufweist, die mit den schwingungsangeregten Molekülen zusammenstoßen und den Diffusionsgrad der angeregten Moleküle als Ergebnis des Stoßes erhöhen, und

eine Einrichtung (66) zum Absondern von Molekülen mit erhöhtem Diffusionsgrad aus dem Strom der Moleküle mit dem Trägermedium.

37. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermedium eine wesentlich höhere Dichte als die Dichte der Moleküle mit den Komponenten in mehreren Isotopenarten aufweist.

38. Vorrichtung nach Anspruch 37» dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des Trägermediums ungefähr eine Größenordnung höher als die Dichte der Moleküle mit den Komponenten in mehreren Isotopenarten ist.

39· Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermedium Argongas enthält.

40. Vorrichtung nach Anspruch 39* dadurch gekennzeichnet, daß die Moleküle Uranhexafluorid aufweisen.

41. Vorrichtung nach Anspruch 40, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (5^* 56) zum Tieftemperaturkühlen des nicht angeregten Stromes der Moleküle und des Trägermediums.

42. Vorrichtung nach Anspruch 4l, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (54, 56) zum TieftemperaturkUhlen Mittel zum Kühlen auf ungefähr 50 bis 100 ⁰K hat.

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4^. Vorrichtung nach Anspruch 4l, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (70, 72) zum Erwärmen des gekühlten Stromes der Moleküle und des Trägermediums auf eine Temperatur oberhalb deren Kondensationstemperatur.

44. Vorrichtung nach Anspruch 4j5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die die Temperatur des ungekühlten Stromes der Moleküle und des Trägergases oberhalb von deren Kondensationstemperatur hält.

45· Vorrichtung nach Anspruch 4l, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (66) zum Absondern aufweist:

eine Fläche zum Sammeln der Moleküle mit dem erhöhten Diffusionsgrad, und

eine Einrichtung zum periodischen Verdampfen der gesammelten Moleküle von der Fläche.

46. Vorrichtung nach Anspruch 4l, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Schwingungsanregen von Molekülen mit Komponenten der einen Isotopenart Mittel (64) zum Einwirken von Laserstrahlung auf den Strom der Moleküle und das Trägermedium hat.

47. Vorrichtung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Einwirken von Laserstrahlung ein Glied zum Begrenzen bzw. Einstellen von deren Frequenz aufweisen, um der Frequenz von einem oder mehreren Schwingungsenergie -Übergängen für die Moleküle mit den Komponenten der einen Isotopenart zu entsprechen, ohne einem Schwingungsenergie-Übergang für die Moleküle mit Komponenten der anderen Isotopenarten zu entsprechen.

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48. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (74) zum Schwingungsanregen Mittel zur Zufuhr von Laserstrahlung zum molekularen Strom und zum Trägermedium aufweist.

49. Vorrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlung im IR-Bereich liegt.

50. Vorrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Zufuhr von Laserstrahlung ein Glied zum Einwirken einer oder mehrerer Frequenzen aufweisen, die zum Schwingungsanregen von Molekülen mit Komponenten der einen Isotopenart eingestellt sind, ohne entsprechend Moleküle mit Komponenten der anderen Isotopenarten anzuregen.

51. Vorrichtung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Zufuhr von Laserstrahlung ein Glied zum Einwirken mehrerer Frequenzen zum Anregen der Schwingungsübergänge vom Grundzustand und einem oder mehreren erhöhten Schwingungsenergiezuständen aufweisen, um den "Flaschenhalseffekt" durch Besetzen von einem oder mehreren erhöhten Zuständen zu verringern.

52. Vorrichtung nach Anspruch 56, gekennzeichnet durch eine größere Dichte für das Trägermedium als für den Strom der Moleküle, damit eine größere Wahrscheinlichkeit für einen Stoß durch ein angeregtes Molekül mit Teilchen des Trägermediums als mit nicht angeregten Molekülen vorliegt, die Komponenten der anderen Isotopenarten enthalten.

53. Vorrichtung nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermedium ein Edelgas aufweist.

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54. Vorrichtung nach Anspruch 53* dadurch gekennzeichnet, daß das Edelgas Argon aufweist, und daß die Moleküle Uranhexafluorid aufweisen, wobei die Dichte des Argongases ungefähr 3 ' 10 /cm beträgt und die Dichte des Uranhexafluorids ungefähr eine Größenordnung niedriger ist.

55· Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (66) zum Absondern eine Fläche aufweist, auf der die Moleküle mit dem erhöhten Diffusionsgrad gesammelt werden.

56. Vorrichtung nach Anspruch 55j gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum periodischen Unterbrechen des Stromes der Moleküle, und

eine Einrichtung zum Verdampfen der gesammelten Moleküle während des unterbrochenen Stromes.

57. Vorrichtung nach Anspruch 36, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (60, 62) zum Kühlen des Stromes der Moleküle auf eine Temperatur wesentlich unter deren Kondensat!onstemperatur.

58. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen des Stromes Mittel zum Erzeugen eines Unterschall-Stromes der Moleküle und des Trägermediums hat.

59· Vorrichtung zum Trennen von Molekülen nach der Isotopenart einer Komponenten des Moleküls,

gekennzeichnet durch

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eine Leitung (50),

eine Einrichtung zum Erzeugen eines Stromes der Moleküle durch die Leitung (50), wobei die Moleküle Komponenten in mehreren Isotopenarten haben, zusammen mit einem Strom eines Trägergases bei im wesentlichen höherer Dichte als die Dichte der Moleküle,

eine Einrichtung ^r60, 62) zum Kühlen des Stromes der Moleküle und des Trägergases auf eine Temperatur unterhalb der Kondensationstemperatur der Moleküle, bei der ein hoher Prozentsatz der Moleküle im Grundschwingungszustand ist,

eine Einrichtung (74) zum Einwirken einer oder mehrerer Frequenzen einer schmalbandigen Infrarot-Strahlung zum selektiven Schwingungsanregen eines oder mehrerer Schwingungsübergänge in den Molekülen mit Komponenten der einen Isotopenart, ohne entsprechend Moleküle mit Komponenten der anderen Isotopenarten anzuregen,

wobei das Trägergas Teilchen enthält, die mit den schwingungsangeregten Molekülen zusammenstoßen, um die Schwingungsanregung der Moleküle in eine Translationskomponente umzuwandeln, die den angeregten Molekülen nach dem Stoß gegenüber den nicht angeregten Molekülen einen erhöhten Diffusionsgrad gibt,

mehrere Flächen (66), die die Moleküle mit dem erhöhten Diffusionsgrad in größeren Konzentrationen sammeln,

eine Einrichtung zum periodischen Unterbrechen des Stromes der Moleküle, und

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eine Einrichtung zum Verdampfen der gesammelten Moleküle von den Flächen {66), um die Moleküle zu trennen.

60. Vorrichtung nach Anspruch 59» dadurch gekennzeichnet, daß die Moleküle eine Uranverbindung aufweisen.

61. Vorrichtung nach Anspruch 59, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Führen des ungesammelten Stromes von Molekülen zu einer ersten weiteren Leitung, und eine Einrichtung zum Führen der verdampften Moleküle zu einer zweiten weiteren Leitung.

62. Vorrichtung nach Anspruch 6l, dadurch gekennzeichnet, daß beide Einrichtungen aufweisen:

Mittel (92, 96) zum Komprimieren des Stromes bzw. des Verdampfungsmittels, und

Behälter [9^, 98) zum Halten des komprimierten Stromes bzw. Verdampfungsmittels.

65. Vorrichtung nach Anspruch 6\, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung und die erste und die zweite weitere Leitung jeweils mehrere parallele Kanäle aufweisen.

6K. Verfahren zum Trennen von Molekülen nach der Isotopenart einer Komponenten, die in mehreren Isotopenarten vorliegt,

gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte,

Führen einer Mischung aus Molekülen, die das zu trennende Isotop zusammen mit einem Trägergas enthält, bei einer

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Temperatur im wesentlichen oberhalb der Kondensationstemperatur der Moleküle zu einer Reihe von Sammelflächen (66),

Abkühlen der Moleküle auf eine Temperatur, die ausreichend niedrig ist, um Schwingungsabsorptionsbänder der Moleküle mit verschiedenen Isotopen in der Komponenten zu trennen,

Zuführen von Anregungsenergie zu 'den Molekülen, die zur selektiven Absorption durch die Moleküle mit einem Isotop einer vorbestimmten Art zum Schwingungsanregen der Moleküle geeignet ist,

wobei die schwingungsangeregten Moleküle mit Teilchen des Trägergases zusammenstoßen, um die Schwingungsanregung in einen erhöhten Diffusionsgrad umzuwandeln, und

wobei die Moleküle des erhöhten Diffusionsgrades zu den Sammelflächen (66) geführt werden, wo sie in Konzentrationen größer als ihre Konzentration in der geführten Mischung kondensieren.

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