DE2637785A1 - Verfahren zum trennen der isotope einer gasfoermigen verbindung - Google Patents

Description

DR. J.-D. FRHR. von UEXKÜLL

# DR. ULRICH GRAF STOLBERG

DIPL.-ING. JÜRGEN SUCHANTKE

Exxon Research and (Prio: 12. September 1975

Engineering Company _us ^_{2 ?Q7} _ ^_331}

Linden, N.J. / V.St.A.

Hamburg, den 19. August 1976

Verfahren zum Trennen der Isotope einer gasförmigen Verbindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen der Isotope einer gasförmigen Verbindung, deren die leichteren Isotope enthaltenden Moleküle bevorzugt angeregt sind und mehr als ein IR-Strahlungsquant absorbieren, und wobei die angeregten Moleküle temperaturabhängig umgewandelt und anschließend von den übrigen Molekülen abgetrennt werden.

Aus der US-PS 2 713 025 und der GB-PS 1 237 474 sind bereits fotochemische Isotopentrennungsverfahren für Quecksilberisotope bekannt. Zur fotochemischen Isotopentrennung müssen zunächst Bedingungen gefunden werden, unter denen die Atome oder Moleküle eines Isotops eines bestimmten Elements Strahlung stärker absorbieren als die Atome oder Moleküle eines anderen Isotops desselben Elements. Quecksilber ist ein flüchtiges Metall und bildet leicht einen Atomdampf, der ultraviolettes Licht von 2537 A* absorbiert. Die Absorptionslinie von Hg ist um etwa 0,01 A* bezüglich der Absorptionslinie von

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Hg verschoben. Da diese Absorptionslinien äußerst schmal sind, kann entweder Hg oder Hg durch Strahlung eines entsprechend schmalen Wellenlängenbereichs angeregt werden.

Außerdem ist es bei der fotochemischen Isotopentrennung erforderlich, daß die durch Strahlung angeregten Atome oder Moleküle einem Prozeß unterliegen; dem die nicht angeregten Atome oder Moleküle nicht oder zumindest nicht so schnell unterliegen. Ein Quant UV-Strahlung von 2537 A überträgt eine Anregungsenergie von 112,7 kcal/Mol auf das diese Energie absorbierende Quecksilberatom. Die bei Raumtemperatur auf diese Energie angeregte Anzahl von Quecksilberatomen ist verschwindend klein, so daß die strahlungsangeregten Atome nicht durch thermisch angeregte Atome verdünnt werden. Atome dieser hohen Anregungsstufe gehen leicht Reaktionen mit H₀O gemäß der US-PS 2 713 025 oder mit O₀, HCl oder Butadien gemäß der GB-PS 1 237 474 ein, während diese Reaktionen mit unangeregten Quecksilberatomen bei Raumtemperatur nicht auftreten.

Da Uran ein hoch-feuerbeständiges Metall ist, das erst bei äußerst hohen Temperaturen siedet, lassen sich die bekannten Verfahren mit Uranatomen anstelle von Quecksilberatomen schlecht durchführen. Die flüchtigste Uranverbindung ist UF

ο ο C O *3 Q

U Fg und U Fg absorbieren beide in genau gleichem Maße UV-Strahlung und bei allen Wellenlängen der UV-Strahlung, so daß eine UV-Anregung von UF,. die erste Bedingung für die

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fotochemische Isotopentrennung nicht erfüllt. UF_g absorbiert jedoch infrarotes Licht im Bereich von 626 cm" (die V.,-Bande)

-1 ?Ti

und 189 cm (V₄~Bande). Die V₃- und V₄-Banden von U F_g sind bezüglich der V_- und V.-Banden von U F, etwas gegen höhere Energie verschoben. Die Größe dieser Verschiebungen ist jedoch klein im Verhältnis zur Breite der Banden; mit anderen Worten: Die infraroten Absorptionsspektren von U F, und

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U F_r fallen nicht genau zusammen, sondern überlappen sich

bei allen Wellenlängen derart, daß beim Absorbieren von Strahlung durch ein Isotop das andere Isotop ebenfalls bis zu einem gewissen Grade Strahlung absorbiert. Die infrarote Anregung von UF _fi durch Einzel-IR-Photonenabsorption ist somit ein Vorgang von begrenzter isotopischer Selektivität.

Die zweite Bedingung für die fotochemische Isotopentrennung enthält ebenfalls einige Schwierigkeiten bei der Anwendung auf UFg, da IR-strahlungsangeregte UF_g-Moleküle sich von thermisch auf die gleiche Energie angeregten Molekülen nicht unterscheiden. Somit unterliegen die thermisch angeregten Moleküle allen Prozessen, denen auch die fotoangeregten Moleküle unterliegen. Die Verdünnung von fotoangeregten Molekülen mit thermisch angeregten Molekülen verringert daher den Isotopentrennfaktor weiterhin.

Sind die Bestrahlungsbedingungen derart, daß Moleküle die Energie einiger IR-Photonen aufnehmen können, dann sind diese Moleküle auf Energieniveaus anregbar, die nur gering-

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fügig mit thermisch angeregten Molekülen besetzt sind, sodaß die fotoangeregten Moleküle nur in einem Mindestmaß mit thermisch angeregten Molekülen verdünnt sind. Dieser Vorteil der Mehrfachphotonenabsorption wurde bereits in dem in der US-PS 3 937 956 beschriebenen Verfahren berücksichtigt. Mehrfachphotonenabsorption läßt sich jedoch auf mehrfache Weise erzielen, und die·isotopische Selektivität ist von der Art des Photonenabsorptionsverfahrens abhängig.

Bei der Mehrfachphotonenabsorption müssen zwei Schwierigkeiten überwunden werden, und zwar ist es erstens allgemein bekannt, daß angeregte Moleküle durch verschiedene schnelle Vorgänge abregbar sind. Werden beispielsweise beim Anregungsvorgang einzeln angeregte Moleküle zu doppelt angeregten Molekülen und schließlich zu dreifach angeregten Molekülen umgewandelt, dann muß der Anregungsvorgang im Verhältnis zu den Abregungs-. vorgängen schnell verlaufen. Dies erfordert eine Bestrahlung der Moleküle mit infrarotem Licht von hoher Leistungsdichte.

Die zweite zu überwindende Schwierigkeit ist noch ausgeprägter. Zur Erzeugung einer Strahlung der geforderten hohen Leistungsdichte benötigt man einen Laser, der bekanntlich eine Strahlung von einer einzigen genau definierten Wellenlänge liefern kann. In der molekularen Spektroskopie gibt es jedoch einen als Anharmonizität bezeichneten Effekt, welcher die Verschiebung des Absorptionsspektrums eines Moleküls, das zur einfachen Anregung ein IR-Photon einer bestimmten

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Wellenlänge Λ absorbiert hat, im allgemeinen gegen niederere Energien bewirkt. Zur Wiederholung des Absorptionsschrittes und zur zweifachen Anregung des Moleküls wird ein zweites Photon der Wellenlänge λ¹ benötigt, während zur dreifachen Anregung ein drittes Photon der Wellenlänge λ" erforderlich ist.

Es sei darauf hingewiesen, daß alle Mehrphotonenabsorptionsverfahren hohe Leistungen erfordern, die je nach Verfahren unterschiedlich sind. Der wesentliche Unterschied dieser Verfahren liegt in der Art und Weise, wie das Problem der Anharmonizität überwunden wird.

Am einfachsten lassen sich die durch Anharmonizität auftretenden Schwierigkeiten durch Verwendung eines nicht nur eine einzelne Wellenlänge, sondern einen begrenzten Bereich von Wellenlängen emittierenden Laser überwinden. Der Bereich der vom Laser ausgesandten Wellenlängen wird als Bandbreite bezeichnet, überdeckt in obigem Beispiel die Bandbreite die Wellenlängen Λ, λ¹ und /V", dann ist ein Dreiphotonenabsorptionsprozeß möglich. In Verbindung mit der wirksamen Bandbreite für die Mehrfachphotonenabsorption muß auch die bekannte Erscheinung der Leistungsverbreiterung berücksichtigt werden. Diese Art der Mehrfachphotonenabsorption ist aus den Artikeln von Lyman et al, Applied Physics Letters Tl_, 375, 1975 und Ambartzumian et al in Soviet Physics JETP 2Λ_, 375, 1975 bekannt. Beide

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Artikel beschreiben Experimente, in denen SF, mit Hilfe eines CO₂-Hochleistungslasers isotopisch selektiv dissoziiert wurde. Die Verfahrensbedingungen waren so gewählt, daß eine wesentliche Leistungsverbreiterung auftreten sollte, und da die zur Dissoziation der SF,.-Moleküle erforder-

liehe Energie die Energie vieler IR-Photonen benötigt, ist es klar, daß Mehrfachphotonenabsorption auftrat. Dabei ist es nicht vollständig geklärt, ob Leistungsverbreiterung der einzige Grund für die Mehrfachphotonenabsorption war, oder ob andere, unbekannte Prozesse ebenfalls dazu beitrugen.

Es sei darauf hingewiesen, daß im Hinblick auf eine Isotopentrennung UF, und SF, vollkommen unterschiedliche Verbindungen sind. Nach einem Artikel von Klimov und Lobikov in "Optics and Spectroscopy", Bd. 30, Seite 25 (1971) hat

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S F, seine V₃-Absorptionsbande bei 947 cm , während

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die V₃-Absorptionsbande von S F, bei 930 cm liegt. Obgleich beide Banden eine endliche Breite haben, überlappen sie einander aufgrund des großen Abstandes von 17 cm nicht. Die entsprechende V-,-Absorptionsbande von UF.. liegt bei 626 cm ; nach einem Artikel von

McDowell et al in "Journal of Chemical Physics", Bd. 61, Seite 3571 (1974) ist die V-,-Bande von UF, um 0,65 cm

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gegenüber der V₃-Bande von U F, verschoben, wobei jedoch jede der Banden eine Breite von 14 cm" , gemessen in halber Höhe, hat. Wenn nun ein Uranisotopenmolekül

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Licht oder Strahlung irgendeiner Wellenlänge absorbiert, dann absorbiert auch das andere Isotop diese Strahlung bis zu einem gewissen Grade. Durch die von Ambartzumian berichteten Experimenten wird somit nicht nahegelegt, daß Iranisotope auf fotochemischem Wege hinreichend trennbar sind. Außerdem kann dem erwähnten Artikel nichts entnommen werden, was auf eine fotochemische Isotopentrennung bei überlappenden Absorptionsbanden, wie im Fall von UF,,, hinweist.

Demgegenüber betrifft die Erfindung ein Verfahren der eingangs erwähnten Art, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Verbindung mit einem IR-Laser einer bestimmten

4 Wellenlänge und einer Leistungsdichte von mindestens 10

Watt/cm je Torr Gesamtdruck bestrahlt wird und daß die IR-Strahlung eine wirksame Bandbreite von mehr als 0,1 cm hat sowie in einem dem P-Zweig einer Schwingungsabsorptionsbande der gasförmigen Verbindung entsprechenden Wellenlängenbereich liegt, wobei die Schwingungsabsorptionsbande einer molekularen Schwingungsform entspricht, an der die Atome, deren Moleküle abgetrennt werden, teilhaben .

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders zur Isotopentrennung von Elementen mit einer Ordnungszahl von 70 oder mehr geeignet, d.h. von Elementen, bei denen die IsotopieverSchiebung sehr klein ist und bei denen sich die Absorptionsbanden überlappen.

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Die vorstehend erwähnte US-PS 3 937 956 beschreibt ein Isotopentrennverfahren unter Überwindung der Anharmonizitätsschwierigkeiten, wobei Mehrfachphotonenabsorption gegenüber Einzerphotonenabsorption zu einer besseren Isotopentrennschärfe führt. Dabei dient ein zweites Gas zur Unterstützung der Rotationsentspannung während der Absorption von IR-Photonen. Durch die dazwischen liegende Rotationsentspannung können Moleküle in einem Rotationszustand J ein Photon der Wellenlänge A absorbieren und einfach angeregt werden, anschließend ihren Rotationszustand in J¹ ändern und ein zweites Photon ebenfalls der Wellenlänge A absorbieren und doppelt angeregt werden, sowie schließlich.ihren Rotationszustand in J" verändern, ein drittes Photon absorbieren und dreifach angeregt sein_r etc. Es läßt sich zeigen, daß die Isotopentrennschärfe bei der Einzelphotonenabsorption von der Rotationsverteilung abhängig ist. Da die Rotationsverteilung kontinuierlich wiederhergestellt wird, kann jeder Photonenabsorptionsschritt zur Isotopentrennung herangezogen werden, und die Trennschärfe der Mehrfachphotonenabsorption ergibt sich aus der Zusammenfassung der Trennschärfen der einzelnen Photonenabsorptionsschritte.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden außerdem die AnharmonizitätsSchwierigkeiten überwunden und die Isotopentrennschärfe der Mehrfachphotonenabsorption gegenüber der Isotopentrennschärfe der Einzelphotonenabsorption auf völlig neue Weise verbessert.

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Während bei dem Verfahren gemäß ÜS-PS 3 937 956 die Anwesenheit eines zweiten Gases erforderlich ist, benötigt das erfindungsgemäße Verfahren kein zweites Gas. An die Bandbreite des Lasers werden bei dem'bekannten Verfahren keine Anforderungen gestellt, während das erfindungsgemäße Verfahren eine Mindestbandbreite von 0,1 cm erfordert. Bei dem bekannten Verfahren werden die Moleküle mit einer Strahlung aus dem R-Zweig der molekularen Absorptionsbande bestrahlt, während das erfindungsgemäße Verfahren eine Strahlung aus dem P-Zweig der molekularen Absorptionsbande erfordert. Die Gründe dafür werden im folgenden näher erläutert.

Ein Molekül kann Energie auf verschiedene Arten tragen, die als Freiheitsgrade bezeichnet werden. Bekanntlich haben Moleküle drei verschiedene innere Freiheitsgrade, nämlich den Rotations-, den Schwingungs- und den Elektronenfreiheitsgrad. Dies bedeutet, daß ein Molekül Energie durch Drehung um seine Achse, durch Schwingungen gegeneinander und durch die Anordnung seiner Elektronen auf höher energetischen Bahnen besitzen kann.

All diese Energieformen sind quantisiert, d.h. ein Molekül kann in jedem dieser Freiheitsgrade nur diskrete Energiebeträge besitzen. Für ein bestimmtes Molekül ist die Rotationsquantenzahl im allgemeinen am kleinsten und die Elektronenquantenzahl am größten. Ein die absolut kleinst-

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Tl

mögliche Energie besitzendes Molekül befindet sich im Elektronengrundzustand, im Schwingungsgrundzustand und im Rotationsgrundzustand. Da die Rotationsquantenzahl sehr klein ist, gibt es bereits bei sehr geringen Temperaturen besetzte Rotationsschwingungszustände. In der beiliegenden Figur ist somit der Schwingungsgrundzustand des Elektronengrundzustandsniveaus nicht als einzelne Linie,- sondern als Bande dargestellt, da die Moleküle im Schwingungsgrundzustand und im Elektronengrundzustand über zahlreiche Rotationsniveaus verteilt sind. Es ist klar, daß ein Molekül eines bestimmten Rotationszustandes J infrarote Strahlung absorbieren und in den nächsthöheren Schwingungszustand sowie entweder in den Rotationszustand mit der Quantenzahl J + 1, oder J oder J - 1 übergehen kann. Für eine Gruppe von in thermischem Gleichgewicht befindlichen Molekülen gibt es somit drei unterschiedliche Absorptionsprozesse, und die IR-Absorptionsbande setzt sich aus drei Zweigen, dem R-Zweig (Übergänge, bei denen die Rotationsquantenzahl um 1 zunimmt), der Q-Zweig (Übergänge ohne Veränderung der Rotationsquantenzahl) und dem P-Zweig (Übergänge, bei denen die Rotationsquantenzahl um 1 abnimmt) zusammen.

Wird ein im Schwingungsgrundzustand befindliches Molekül mit IR-Strählung der Wellenlänge A aus dem P-Zweig einer Absorptionsbande bestrahlt, dann können im Rotationszustand J befindliche Moleküle diese Strahlung absorbieren und in den ersten angeregten Schwingungszustand übergehen. Beim

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Fehlen einer Rotationsrelaxation verbleiben die einfach angeregten Moleküle im Rotationszustand J-1. Da die einzeln angeregten Moleküle sich nicht in einer Rotationsverteilung, sondern in einem einzelnen Rotationszustand befinden, bilden ihre Absorptionsspektren keine Gruppe von drei Banden, sondern eine Gruppe von drei Linien, die als P¹-, Q¹- und R¹-Absorptionslinien bezeichnet werden. Aufgrund der Anharmonizität ist die P'-Linie gegenüber der anregenden Wellenlänge A zu niedrigerer Energie verschoben. Die Energiedifferenz zwischen den P¹- und Q'-Linien hängt von der Quantenzahl J ab, die wiederum von A bestimmt ist. Es gibt somit eine kritische Wellenlänge Λ, bei der Q¹ und Λ etwa gleich sind, d.h. innerhalb von 0,1 cm liegen. Besitzt der IR-Laser nun eine wirksame Bandbreite von mehr als 0,1 cm , dann können die einzeln angeregten Moleküle ein zweites Photon absorbieren und zweifach angeregt werden. Tritt keine Rotationsrelaxation auf, dann besitzen die angeregten Moleküle P"-, Q"- und R"-Absorptionslinien, und die R"-Absorptionslinie liegt innerhalb von 0,1 cm von /I, so daß sie ein drittes Photon absorbieren und dreifach angeregt werden können. Unter Verwendung nur eines IR-Lasers kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nur eine Energie von drei Photonen übertragen werden. Es läßt sich jedoch außerdem ein zweiter Laser der Wellenlänge Λ einsetzen. Liegt A auf einer geringeren Energie als p[, und zwar um das Dreifache der Anharmonizi-

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tatsverSchiebung, dann ist der Dreiphotonenabsorptionsvor— gang zur Bildung von Molekülen, die eine Energie von sechs Photonen tragen, wiederholbar. Ein dritter Laser mit einer Energie, die dreimal geringer als die Anharmonizitätsverschiebung ist, kann Moleküle bilden, die die Energie von neun Photonen tragen, etc. Einige Laser können gleichzeitig verschiedene getrennte Wellenlängen aussenden, und es liegt im Rahmen der Erfindung, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren einen zwei oder mehr gewünschte Wellenlängen aussendenden Laser zu verwenden.

Zweckmäßigerweise wird der zuvor beschriebene Mehrfachphötonenanregungsvorgang als PQR-Prozeß bezeichnet. Wird ein Gemisch von jeweils im Schwingungsgrundzustand befindlichen O²³⁵F₆ und U²³⁸Fg. mit einer Strahlung einer Wellenlänge h bestrahlt, dann absorbieren beide Molekülarten diese Strahlung und werden angeregt. Die Strahlungsabsorbierenden

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U F_ß-Moleküle befinden sich jedoch im Rotationszustand J und können durch dea PQR-Prozeß dreifach angeregt werden,

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während die absorbierenden ö F,-Moleküle sich in einem

anderen Rotationszustand J* befinden und einfach angeregt werden, dem PQR-Prozeß jedoch nicht unterliegen. Unter der Voraussetzung, daß die Bandbreite des Lasers größer als die Isotopieverschiebung des Anregungsprozesses ist, liefert dieser ideale Fall eine perfekte Trennschärfe. In der Praxis liegt: gasförmiges: UF_g jedoch nicht lediglich im Schwingungsgrundzustand, sondern unter vielen schwach an-

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geregten Zuständen thermisch verteilt vor. Für jedes einzelne Scfowingungsenergieniveau ist zum Ablauf des PQR-Prozesses für

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E F, eine eigene kritische Wellenlänge erforderlich. Für die gesamte thermische Verteilung braucht man somit einen tfellenlängenbereich, um die thermisch verteilten, schwach angeregten ü F ,--Moleküle mit Hilfe der Strahlung aus diesem

Wellenbereich dem PQR-Prozeß zu unterwerfen. Diese Strahlung unterwirft auch thermisch verschieden und mit geringerer Energie angeregte U F,-Moleküle dem PQR-Prozeß. Aufgrund der* thermischen Verteilung unterliegen beide isotopischen Moleküle dem PQR-Prozeß und nehmen die Energie dreier Photonen au£_c das leichtere Isotop beginnt den Prozeß jedoch mit der größeren anfänglichen thermischen Anregung und beendet ihn einer größeren Endenergie.

Sacii. der isotopisch selektiven Anregung durch Absorption von Mehrfach—IR-Photonen auf die zuvor beschriebene Weise werden die angeregten Moleküle chemisch zu einer Form umgewandelt_r die auf bekannte Weise regeneriert werden kann. Da die Mehrfachphotonenanregung im wesentlichen ein selektives Erwärmen der Moleküle eines Isotops gegenüber den Molekülen des anderen Isotops ist, kann zur chemischen Umwandlung der angeregten Moleküle irgendein Prozeß herangezogen werden, dessen Geschwindigkeit oder Trennschärfe temperaturabhängig ist. Es liegt daher im Rahmen der Erfindung, die angeregten Moleküle bi-molekularen Reaktionen mit anderen gasförmigen Molekülen auszusetzen oder der fotochemischen Zersetzung durch

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eine sichtbare oder UV-Strahlung eines Lasers zu unterwerfen. Es liegt außerdem im Rahmen der Erfindung, die fotochemische Zersetzung mit infraroter Strahlung eines oder mehrerer Laser zur isotopisch selektiven Anregung oder mit Hilfe eines weiteren IR-Lasers zu erreichen.

Der letzte Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt die Regenerierung der umgewandelten Moleküle nach irgendeinem bekannten Verfahren.

Wie erwähnt, gibt es kritische Bedingungen für die Mehrfachphotonenanregung durch den PQR-Prozeß. Die Moleküle müssen bei einer so hohen Leistungsdichte bestrahlt werden, daß die Anregung schneller als die Rotationsrelaxation erfolgt. Dazu ist eine Leistungsdichte der IR-Strahlung von mindestens

4 2
10 Watt/cm je Torr Gesamtdruck und vorzugsweise von mehr

fi 2

als 10 Watt/cm je Torr Gesamtdruck erforderlich. Der verwendete IR-Laser muß unter Berücksichtigung der Leistungsverbreiterung eine wirksame Bandbreite von zumindest 0,1 cm haben, und die Bandbreite ist vorzugsweise nicht größer als die IsotopieverSchiebung, da eine größere Bandbreite die Gesamttrennung etwas verschlechtert. Schließlich muß die Wellenlänge des IR-Lasers im P-Zweig einer IR-Absorptionsbande der die zu trennenden Isotope enthaltenden Moleküle liegen. Diese infrarote Absorptionsbande muß einer molekularen Schwingungsform entsprechen, an der die Atome des Elements, dessen Isotope getrennt werden sollen, teilhaben.

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Obgleich diese Wellenlänge im P-Zweig liegen muß, ist es klar, daß ein Teil des P-Zweiges stark von dem Q-Zweig
überlappt ist. Es liegt im Rahmen der Erfindung, sowohl
den vom Q-Zweig nicht überlappten Teil des P-Zweiges als auch den vom Q-Zweig überlappten Teil des P-Zweiges zu verwenden.

Beispiel

Es wurde Uran mit natürlicher Isotopenverteilung auf bekannte Weise zu UF^-Dampf umgewandelt. Das UF,, wurde zwi-

b b

sehen 225°K und 3OO°K mit einem IR-Laser bestrahlt, des-

6 2

sen Leistungsdichte zumindest 10 Watt/cm je Torr Gesamtdruck betrug, wobei die Strahlung eine wirksame Bandbreite von 0,1 bis 0,65 cm und eine Wellenlänge zwischen
1292 cm und 1297 cm oder zwischen 1158 cm und 1163 cm hatte, die in die P-Zweige der P₁ ⁺ V₃ und V₂
+ V_ Absorptionsbanden des UF _fi fielen. Die derart angeregten Moleküle wurden nach irgendeinem bekannten Verfahren umgewandelt, dessen Verfahrensgeschwindigkeit temperaturabhängig ist, und die umgewandelten Moleküle wurden auf bekannte
Weise gesammelt. Natururan wurde auf diese Weise in isotopisch angereichertes und isotopisch verarmtes Uran getrennt. Zur weiteren Anreicherung oder Verarmung der beiden Urananteile läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren wie bei der bekannten stufenweisen Isotopentrennung wiederholt
durchführen.

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Claims (4)

Patent a η s ρ r ü ehe

1. Verfahren zum Trennen der Isotope einer gasförmigen Verbindung, deren die leichteren Isotope enthaltenden Moleküle bevorzugt angeregt sind und mehr als eins IR-Strahlungsquant absorbieren, wobei die angeregten Moleküle temperaturabhängig umgewandelt und anschließend von den übrigen Molekülen abgetrennt
werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung mit einem IR-Laser einer bestimmten Wellenlänge und

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einer Leistungsdichte von mindestens 10 Watt/cm je Torr" Gesamtdruck bestrahlt wird, und daß die IR-Strahlung unter Berücksichtigung der Leistungsverbreiterung eine wirksame Bandbreite von mehr als
0,1 cm hat sowie in einem dem P—Zweig einer
Schwingungsabsorptionsbande der gasförmigen Verbindung entsprechenden Wellenlängenbereich liegt, wobei die Schwingungsabsorptionsbande eine molekularen Schwingungsform entspricht, an der die Atome, deren Moleküle abgetrennt werden, teilhaben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als gasförmige Verbindung eine ür/anverbindung verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet _r daß die Leistungsdichte mindestens 10 Watt/cm je Torr Gesamtdruck beträgt.

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