DE2651122A1 - Verfahren und vorrichtung zum anregen und selektiven trennen durch absorption - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum anregen und selektiven trennen durch absorptionInfo
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Description
Commissariat a 1'Energie Atomique, Paris (Prankr.)
Verfahren und Vorrichtung zum Anregen und selektiven Trennen durch Absorption
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anregen und selektiven Trennen durch Absorption von von einem Hochleistungs-Laser
abgegebenem monochromatischen Licht sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die
insbesondere bei der Isotopenanreicherung von Uran anwendbar sind.
Die Monochromie von durch einen Laser abgegebenem Licht sowie die starke Intensität der insbesondere mit
Hochleistungs-Kohlendioxid-Lasern erhaltenen LaserstrahlenΊ
4lO-(B5795.3)-MaSl
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erreichen, daß die selektive Absorption des Lichts durch
Elemente im Gaszustand eine insbesondere an die Isotopentrennung
anpaßbare Erscheinung ist. Die Massenunterschiede zwischen zwei Isotopen erreichen nämlich, daß, wenn diese
Isotopen.Bestandteile chemischer Stoffe sind,.die Anregungsniveaus der Elektronen oder Moleküle dieser Stoffe etwas verschieden
sind. Durch Einstellen der Energie der vom Laser abgegebenen Photonen derart, daß diese einem übergang zwischen
zwei Energieniveaus entspricht, die einem Stoff zugeordnet sind, der ein gegebenes Isotop enthält, werden vorzugsweise
diejenigen Moleküle oder Atome angeregt, die dieses Isotop enthalten. Die auf diese Weise vorteilhaft und selektiv angeregten
Stoffe (Atome oder Moleküle) werden vom Rest der gasförmigen Masse mittels unterschiedlicher Einrichtungen getrennt
unter Verwendung von Strahlungsdruck, -von Massenspektrographie, von chemischen Reaktionen, usw.. Es wurden
auf diese Weise zahlreiche Isotopentrennungen erreicht von Stoffen, die ein Absorptionsspektrum besitzen wie die Energiedifferenz
zwischen zwei Energieniveaus, die der Photonenenergie des Laser-Lichts entsprechen.
Selbstverständlich müssai, damit die Isotopentrennung durch
Laser-Wirkung rentabel ist, unter Verwendung der erläuterten Resonanz-Absorptiönserscheinung, der verwendete Laser
einen guten Wirkungsgrad bei der Umsetzung elektrischer Energie in Lichtenergie besitzen und die Herstellungskosten
niedrig"sein. Der Kohlendioxid-Laser, kurz COo-Laser,
insbesondere der COp-Laser mit Elektronenanregung durch Transversal- oder Querentladung (TEA-Laser)y entspricht diesen
beiden Bedingungen.
Bedauerlicherweise sind Stoffe, die ein Absorptionsspektrum
besitzen, bei dem zwei Niveaus um diejenige Energie
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voneinander beabstandet sind, die der eines von einem Laser
dieser Art abgegebenen Photons entspricht, ziemlich selten, insbesondere bei Gasverbindungen, die Uran enthalten.
Darüber hinaus sind bei Dämpfen komplexer Moleküle die Uran oder ein schweres Atom enthalten, die Absorptionslinien
im allgemeinen groß, und selbst dann, wenn eine selektive Wirkung im Bereich von etwa 10 ,um stattfindet, ist die
Selektivität sehr gering, selbst wenn das erläuterte selektive Absorptionsverfahren bei einem Photon unter guten Bedingungen
stattfindet.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein eine gute Trennwirkung erreichendes Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben
sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Die Erfindung verwendet ein Verfahren zum Anregen und Trennen mit zwei Photonen. Gemäß der Erfindung wird in ein
Isotopengemisch von Gasmolekülen Laser-Licht einer (erste} Frequenz
vL geschickt oder gesendet; bestimmte dieser Moleküle besitzen
übergänge zwischen zwei Energieniveaus, die einem bestimmten oder vorgegebenen Isotop entsprechen und die durch einen
Energieabstand von ΔΕ = 2 hv^ beabstandet sind, wodurch bei
diesem Auftreten vorzugsweise die Moleküle der vorgegebenen oder bestimmten Isotopenart in mehrere Bestandteile dissoziiert
oder getrennt werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel dient das Laser-Licht der Frequenz V^ gleichzeitig einerseits zum Anregen der übergänge
mit zwei Photonen auf den oder die ersten Schwingungsniveaus und zum Fortsetzen der Anregung bis zur Trennung des
Moleküls, das das gegebene Isotop enthält. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein erstes Laser-Lichtbündel mit
einer ersten Frequenz \Λ zum Anregen des oder der ersten
1-
Resonanz-Übergänge mit zwei Photonen verwendet, wonach ein
zweites Laser-Lichtbündel einer zweiten Frequenz O^ zum
Portsetzen der Anregung bis zur Trennung des Moleküls zugeführt wird, das das gegebene Isotop enthält.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein übergang
"mit zwei Photonen" verwendet, d. h. daß die Strahlungsquelle des Lichts ausreichend stark oder intensiv ist, daß übergänge
zwischen Energieniveaus des Molekularsystems, die um den Energieabstand ΔE = 2 h ^1 beabstandet sind, auftreten.
Wie sich das aus dem folgenden ergibt, ändern sich die Wahrscheinlichkeiten von Anregungen quadratisch mit dem einfallenden
Lichtstrom; sie können daher von größerer Wahrscheinlichkeit sein gegenüber übergängen mit einem Photon
für erhöhte Lichtleistungen,wie sie von Leistungs-Kohlenstoffgas-Lasern
abgegeben werden. In diesem Fall kann übrigens ein Bereich der Anregungsenergien erreicht werden, der von
l800 cm bis 2200 cm reicht, entsprechend Wellenlängen zwischen 4,5 und. 5»5 /Um, was Vorteile gegenüber übergängen
mit einem Photon im Fall von Uran besitzt, z. B. wenn keine übergänge des Molekularsystems um h y* vorhanden sind.
Bei einem seiner Ausführungsbeispiele unter Verwendung eines C02-Lasers sehr großer Leistung ermöglicht die Erfindung
eine Trennung der Moleküle, die durch die Wirkung der
so
Photonenanregung/in Schwingung gesetzt sind, daß diese Moleküle
immer heftiger schwingen, wobei sich die Quantenzahlen der Schwingungsniveaus erhöhen, bis sie sich trennen oder
aufspalten. Diese Verfahrensweise ist selektiv, da die Moleküle Ä die das Isotop enthalten, für das die Energieniveaus
der Schwingung einerEnergie von Λ E = 2 hy>
entsprechen, vorzugsweise voneinander getrennt bzw. gespalten werden. Die Abstände zwischen den verschiedenen Schwingungsniveaus
sind im allgemeinen nicht gleich, da die Schwingungen unharmonisch sind, weshalb das Verfahren nur bei einer sehr
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intensiven Lichtstrahlung möglich ist, was das Kompensieren der Ungleichheiten der Abstände ermöglicht. Die Verringerung
der Energieabstände zwischen aufeinanderfolgenden Niveaus höherer Quantenzahlen ist nämlichj wie es scheint, durch die
Vergrößerung dieser Niveaus kompensiert, z. B. durch den Stark-Effekt, wodurch selbst nahe der Abspaltung oder Trennung
stets ein möglicher übergang zwischen den Niveaus besteht für eine Übergangsenergie von Δε = 2 h V^1 ·
Gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die durch die Abspaltung oder Trennung erhaltenen
Elemente dadurch beseitigt oder entfernt, daß sie mit einem im Gemisch enthaltenen chemischen Stoff reagieren.
Wenn zwei Niveaus der gleichen Quantenzahl, die zwei verschiedenen Isotopen entsprechen, nicht ausreichend getrennt
werden,wegen der Vergrößerung der Niveaus durch den Doppler-Effekt/wird vorteilhaft gemäß der Erfindung ein Verfahren
mit zwei Photonen verwendet, bei dem die Photonen in zueinander entgegengesetzter Richtung in das Gasgemisch
einfallen (antiparallel ankommen), wodurch, wie das weiter unten näher erläutert werden wird, der Doppler-Effekt beseitigt
wird und wodurch, wenn die Niveaudifferenz zwischen den beiden Isotopenarten größer als die natürliche Größe
der beiden Strahlen ist, eine selektive Trennung oder Spaltung erreicht werden kann.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das Laser-Strahlenbündel in zwei Teile
aufgeteilt wird, wobei die beiden Teile in das Gasgemisch in im wesentlichen antiparallelen Ausbreitungsrichtungen
eingeführt werden.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung darge-
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stellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Pig. 1 zwei Schwingungsspektren, die zwei verschiedenen Isotopen entsprechen, die durch Photonen angeregt
sind, deren Energie der Hälfte des Energieabstands zwischen zwei Schwingungsniveaus entspricht,
Fig. 2 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels des
erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem nichtselektiven Strahlungsabschnitt anschließend an
den selektiven Strahlungsabschnitt,
Fig. 3 Strahlenspektren, die zwei verschiedenen Isotopen
entsprechen, die sich überlagern,
Fig. -4 schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In Fig. 1 ist auf der linken Seite eine erste Folge von Schwingungsniveaus dargestellt, die durch Quantenzahlen 1, 2,
3, 4 gekennzeichnet sind, wobei die Zahl 1 das Grundniveau bezeichnet, wobei diese Folge einer gegebenen Isotopenart
entspricht; auf der rechten Seite sind die Schwingungs-Drehungs-Niveaus
der gleichen Quantenzahlen (mit einem Strich versehen) dargestellt, die einer anderen Isotopenart des
gleichen Elements entsprechen; der Energieabstand ÄE' zwischen
den beiden Schwingungsniveaus unterscheidet sich vom Energieabstand Ae^ der ersten Isotopenart. Beim erfindungsgemäßen
Verfahren werden zwei Photonen der (ersten) Frequenz U1 mit einer Gesamtenergie von 2 h V^ zugeführt, die den
Übergang vom Niveau 1 zum Niveau 2, vom Niveau 2 zum Niveau 3, usw., anregen, bis zur Trennung oder Spaltung des Moleküls,
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λΟ
wobei der Energieabstand Δε^ dem Zweifachen der zugeführten
Energie h P^ jedes Photons entspricht. Die Drehungsniveaus,
die jeder Schwingung entsprechen, sind durch die Bezeichnungen 2a9 2b, ... dargestellt. Das Verfahren zur Anregung und
Trennung ist selektiv, wenn der Energieabstand Δ-Ε^ - ÄE1
größer als die Länge eines Schwingungs-Drehungs-Strahls
(Rotations-Schwingungs-Strahls) ist.
In Fig. 2 ist schematisch zur Erläuterung eine Weiterbildung
des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, bei dem ein Niveau 2 selektiv durch zwei Photonen der Frequenz v>
angeregt wird, wobei anschließend eine zweite Bestrahlung mit der Energie h Vp erfolgt,durch die die Moleküle oder
Atome vom Zustand oder Niveau 2 zum Zustand i übergehen,in dem das Molekül gespalten oder getrennt ist. Die Bestrahlung
mit der Energie AE2 ist nicht selektiv, sondern führt schließlich
zu einer selektiven Trennung, da lediglich das Niveau 2 durch die selektive Strahlung mit zwei Photonen besetzt
ist.
In Fig. 3 sind die Profile der Strahlen dargestellt, die beispielsweise zwei Schwingungsniveaus der gleichen
Quantenzahl zweier verschiedener Isotopenarten entsprechen.
In Fig. 3 ist an der Abszisse die Frequenz V und an
der Ordinate die Intensität oder Lichtstärke I der beiden Strahlen dargestellt, die beispielsweise den Niveaus 2
bzw. 2· der Fig. 1 entsprechen. Die Kurven 6 und 8 entsprechen den Profilen der beiden Strahlen für zwei Isotopen der
Masse m., bzw. mo. Daraus ergibt sich, daß sich diese durch
1^ zu
den Doppler-Effekt vergrößerten Strahlen/stark überdecken, als
daß si-e leicht getrennt werden können durch ein Verfahren
beliebiger Art mit zwei Photonen, was eine sehr geringe Selektivität zur Folge hat. Im Gegensatz dazu zeigen die
Kurven 10 und 12 die natürlichen Größen der beiden Strahlen, wenn kein Doppler-Effekt auftritt. Der Einfluß des Doppler-
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Effekts kann dadurch beseitigt werden, daß die Photonen
sich in Gegenrichtung zueinander ausbreiten. In diesem Fall breiten sich die beiden Wellen, die den beiden Photonengruppierungen entsprechen, in Gegenrichtung aus. Bei einem
Molekül der Geschwindigkeit ν entsprechen die beiden Wellen Frequenzen von -V-, +_ (k/2» )v, wobei +k der Wellenzahl der
Welle entspricht, die sich in der einen Richtung und wobei
-k der Welle entspricht, die sich in entgegengesetzter Richtung ausbreitet. Wenn die beiden Photonen simultan absorbiert werden, ergibt sich die Resonanzbedingung zu
sich in Gegenrichtung zueinander ausbreiten. In diesem Fall breiten sich die beiden Wellen, die den beiden Photonengruppierungen entsprechen, in Gegenrichtung aus. Bei einem
Molekül der Geschwindigkeit ν entsprechen die beiden Wellen Frequenzen von -V-, +_ (k/2» )v, wobei +k der Wellenzahl der
Welle entspricht, die sich in der einen Richtung und wobei
-k der Welle entspricht, die sich in entgegengesetzter Richtung ausbreitet. Wenn die beiden Photonen simultan absorbiert werden, ergibt sich die Resonanzbedingung zu
und tritt der Doppler-Effekt nicht mehr auf.
Das Indietatumsetzen dieser Bedingung ermöglicht die
Trennung der beiden Strahlen, die nur mehr die natürliche
Größe als ihre Größe besitzen, wodurch die Selektivität des Verfahrens in beträchtlichem Maße vergrößert ist. Auf diese Weise wird im Fall von Isotopen mit ähnlichen relativen Massen bzw. Massenzahlen (wie beispielsweise bei Uran) es vorteilhaft, zwei getrennte Strahlenbündel der gleichen Intensität zu verwenden, die sich in Gegenrichtung zueinander ausbreiten, wodurch erreicht wird, daß die Anregung durch zwei
Photonen eine erhebliche Selektivität erreicht;
Trennung der beiden Strahlen, die nur mehr die natürliche
Größe als ihre Größe besitzen, wodurch die Selektivität des Verfahrens in beträchtlichem Maße vergrößert ist. Auf diese Weise wird im Fall von Isotopen mit ähnlichen relativen Massen bzw. Massenzahlen (wie beispielsweise bei Uran) es vorteilhaft, zwei getrennte Strahlenbündel der gleichen Intensität zu verwenden, die sich in Gegenrichtung zueinander ausbreiten, wodurch erreicht wird, daß die Anregung durch zwei
Photonen eine erhebliche Selektivität erreicht;
Auf diese Weise ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, zu erheblichen Absorptionen zu gelangen im Bereich
von 5 /um bei vergrößerter Selektivitäts-Wirkung durch zwei sich in Gegenrichtung ausbreitende Strahlenbündel.
von 5 /um bei vergrößerter Selektivitäts-Wirkung durch zwei sich in Gegenrichtung ausbreitende Strahlenbündel.
In Fig. 4 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Ein Laser 14 bzw. eine Laserstrahlenquelle, beispielsweise ein TEA-Laser,
erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Ein Laser 14 bzw. eine Laserstrahlenquelle, beispielsweise ein TEA-Laser,
ρ
gibt eine Strahlungslexstung der Größenordnung GW/cm ab,
gibt eine Strahlungslexstung der Größenordnung GW/cm ab,
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Das Ausgangs-Strahlenbündel 16 des Lasers 14 wird durch eine halbreflektierende bzw. halbdurchlässige Scheibe 18 aus z. B.
Germanium in zwei Strahlenbündel 20, 22 getrennt, die im wesentlichen gleiche Intensität besitzen··. Spiegel 24, 26, 28
lenken die Strahlenbündel 20, 22 zu einem Gehäuse 30 oder Behälter um, der mit dem gasförmigen Isotopengemisch gefüllt
ist, z. B. einem Gemisch aus Uranhexafluorid und Wasserstoff. Die Energie der beiden Strahlenbündel 20, 22 wird im Gehäuse
30 konzentriert durch Linsen 32, 34 aus z. B. Germanium, Bariumfluorid oder Natriumchlorid. Der Leistungspegel nahe
des Konvergenzpunkts 36 der beiden Linsen 32, 34 genügt,
damit das Anregungsverfahren mit zwei Photonen sehr gut ist.
Zum Anpassen der Energie eines Photons an die Hälfte der Energie, die dem Schwingungsübergang entspricht, können verschiedene
Kohlenstoff- und Sauerstoff-Isotopen im Laser-Gasgemisch verwendet werden.
Unter den im Bereich von 5 /Um absorbierenden Molekülen
sind zu nennen: Nitrosyl, das im Absorptionsband von NO absorbiert, das um 1888 cm angeordnet ist, Nido-Pentaboran,
das bei 1840 cm absorbiert, Kohlenoxid, das um etwa 2140 cm absorbiert, einer Energie, die doppelt so groß ist wie
die, die dem Strahl P(l8) eines l8CO2-Lasers (1070, 60 cm"1)
entspricht.
Im folgenden werden verschiedene Beispiele erläutert, bei denen Moleküle, die zweimal die Frequenz eines COp-Lasers
absorbieren, getrennt oder gespalten werden und anschließend chemisch getrennt werden.
Bestrahlung von Nitrosyl: Das von von einem COp-Laser
stammenden Photonen bestrahlte Nitrosyl nimmt an folgenden Reaktionen teil:
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NO > N + O
O + H2 >
H2O
N + 3/2 H2 » NH, ,
wobei die Produkte H0O und NH, mit den Isotopen 17O, 0
15
oder N angereichert sind, entsprechend dem gewählten Strahl in einem Absorptionsband von NO, das etwa um 1888 cm liegt. Der Abstand zwischen den Strahlen reicht aus, um eine genügende Selektivität zu erreichen, weshalb es nicht notwendig ist, zwei Strahlenbündel zu verwenden, die sich in Gegenrichtung zueinander ausbreiten.
oder N angereichert sind, entsprechend dem gewählten Strahl in einem Absorptionsband von NO, das etwa um 1888 cm liegt. Der Abstand zwischen den Strahlen reicht aus, um eine genügende Selektivität zu erreichen, weshalb es nicht notwendig ist, zwei Strahlenbündel zu verwenden, die sich in Gegenrichtung zueinander ausbreiten.
Die Isotopen B und B von Bor können durch Bestrahlung von Nido^Pentaboran abgespalten oder getrennt werden,
wobei das Bor der gewählten Isotopenart durch Wirkung von Brom gemäß den folgenden Reaktionen eingefangen wird:
5_B + 9_H
B + 3/2 Br2 ■ >
B Br,,
wobei die Schwingungsfrequenz von Pentaboran von I84o cm
so angepaßt ist, daß sie verwendbar ist bei einem Verfahren mit zwei Photonen, die von einem C02-Laser ausgehen.
Die Isotopen von Kohlenstoff und von Sauerstoff können durch Bestrahlung eines Gemischs von Kohlenoxid und Chlor
mit einer Frequenz nahe 2l40 cm getrennt werden. In diesem Fall ist das Reaktionsprodukt Phosgengas COCl2 mit der
Kohlenstoffisotope angereichert, die der bestrahlten Isotopenart entspricht.
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Bei den Beispielen 1-3 sind die Schwxngungsniveaus ausreichend bestimmt durch die geringe Masse der Isotopen-Verbindungen,
wodurch eine Antiparallel-Bestrahlung mit zwei Strahlenbündeln, die sich in Gegenrichtung ausbreiten, nicht
notwendig ist.
Die Verwendung von zwei Photonen, die sich in entgegengesetzter Richtung ausbreiten, erlaubt die Anwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens mit stark erhöhter Selektivität bei Molekülen, die keine gut voneinander getrennten Absorptionsstrahlen
besitzen unter den verschiedenen interessierenden Isotopenarten. Im Fall von Uranhexafluorid UPg können
die Niveaus 3 ^3 (I870 cm"1) und 2 \>± +^2 (1862 cm"1) alle
beide durch Übergänge mit zwei Photonen der Wellenlängen von etwa 10,6 ,um angeregt werden. Das zweite Niveau ist ausgehend
von dem Grundniveau erreichbar durch einen dipolaren elektrischen übergang mit zwei Photonen. In diesem Fall entspricht
die Anzahl W der übergänge pro Sekunde zwischen zwei Niveaus
2
bei einer Lichtstärke P: W = (T^ P durch Ausdrücken der
bei einer Lichtstärke P: W = (T^ P durch Ausdrücken der
-2 λ
Leistung der Photonen in cm s"1. Der Querschnitt (T9 liegt
Leistung der Photonen in cm s"1. Der Querschnitt (T9 liegt
-50 t*-
in der Größenordnung von 10 J cmT s, und der Wirkquerschnitt
^1 eines Übergangs mit einem Photon liegt üblicher-
—20 2 weise in der Größenordnung von 10 cm . Eine Lichtleistung
oder Lichtstärke P der Größenordnung von 1,35 * 10~ Photonen
—2 —1 —2
cm s liegt etwa bei 250 MW cm für eine typische Ausgangs- oder Sendewellenlänge eines (X^-Lasersyjerreicht, daß
die Anregung mit zwei Photonen genauso wirkungsvoll ist^ wie
eine Anregung mit einem Photon bei einem Leistungsgrenzwert, der der Trennung oder Aufspaltung der Moleküle entspricht.
Der Grenzwert liegt in der Größenordnung einiger Dutzend Mw/cm'
und kann durch übergänge mit zwei Photonen erreicht werden. Die Größe oder Breite des vom Laser abgegebenen Strahls kann
zumindest in der Größenordnung des Frequenzabstands zwischen
den Schwingungs-Rotations-Strahlen der beiden verschiedenen
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Isotopenarten liegen, was etwa bei 50 MHz liegt.
Zur Durchführung dieser Trennung kann die in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung verwendet werden. Der Druck im
Gehäuse 30 ist ausreichend gering in der Größenordnung von 1 Torraum desaktivierende und nichtselektive Kollisionen
zu vermeiden. Das Gemisch aus Uranhexafluorid und einem Molekül, das mit den Trenn-Produkten reagieren kann, z. B.
Wasserstoff, wird in das Gehäuse 30 eingefüllt oder eingeführt. Das vom Laser 14 abgegebene Strahlenbündel besitzt
eine Leistung von 1 GW cm . Der Laser 14 gibt Impulse mit
100 ns Dauer ab, die die selektive Trennung oder Spaltung von Uranhexafluorid hervorrufen sowie die folgenden chemischen
Reaktionen:
2F
H2 + 2P > 2 HP
Das verarmte Uranhexafluorid wird anschließend abgezogen. Die Wiederholfrequenz der Strahlungsimpulse kann mehrere
Dutzend Hertz erreichen, was einen ausreichenden Durchsatz von an Uran 235 angereichertem Uranhexafluorid sicherstellt.
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Claims (9)
- Ansprüche/ 1.1 Verfahren zum Anregen und selektiven Trennen durch Absorption von von einem Hochleistungs-Laser abgegebenem monochromatischen Licht,dadurch gekennzeichnet,daß das Laser-Licht mit einer ersten Frequenz V^ einem Isotopengemisch von Gasmolekülen zugeführt wird, wobei bestimmte der Moleküle übergänge zwischen zwei einem bestimmten Isotop entsprechenden Schwingungsniveaus haben, die einem Energieabstand ÄE^ = 2 h P., entsprechen, unddaß dadurch die Moleküle der bestimmten Isotopenart in verschiedene Bestandteile getrennt werden.
- 2. Verfahren zum Anregen und selektiven Trennen durch Absorption von von zwei Lasern abgegebenem monochromatischen Licht,dadurch gekennzeichnet,daß einerseits Laser-Licht mit einer ersten Frequenz V^ einem Isotopengemisch von Gasmolekülen zugeführt wird, wobei bestimmte der Moleküle übergänge zwischen zwei einem bestimmten Isotop entsprechenden Schwingungsniveaus haben, die einem Energieabstand AE1 = 2 Ιιλ entsprechen, unddaß andererseits Laser-Licht mit einer zweiten Frequenz P2 zugeführt wird, um, nach Anregung der Moleküle mit dem Laser-Licht der ersten Frequenz |Ρ^, die Moleküle der bestimmten Isotopenart in verschiedene Bestandteile zu trennen.709821/0661 original
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch ein Gas zugefügt wird, das mit den Bestandteilen reagiert, die von den getrennten Molekülen der bestimmten Isotopenart stammen.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3S dadurch gekennzeichnet, daß das vom Laser in das Isotopen-Gemisch abgegebene Licht der ersten Frequenz W ^ in zwei im wesentlichen antiparallelai Ausbreitungsrichtungen zugeführt wird.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein COp-Laser das Licht der ersten Frequenz ^ ^ abgibt.
- 6. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 auf die Anreicherung von Uran, dadurch gekennzeichnet, daß das Isotopen-Gemisch Moleküle (A) einer ersten Art, die Uran enthält, und Moleküle OB)einer zweiten Art aufweist, die mit den Trennungs-Produkten der Moleküle (A) der ersten Art reagieren.
- 7. Anwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Moleküle (A) der ersten Art Moleküle eines Isotopengemischs von Uranhexafluorid sind.
- 8. Anwendung nach Anspruch 7a dadurch gekennzeichnet, daß die Moleküle (B)der zweiten Art Wasserstoffmoleküle sind.
- 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1, 3 - 5»gekennzeichnet durch709821/0661einen Laser (14),eine halbdurchlässige Scheibe (18), die das vom Laser (14) abgegebene Strahlenbündel (16) in zwei Strahlenbündel (20, 22) aufteilt,eine Spiegel (24, 26, 28) aufweisende Umlenkeinrichtung, um die beiden Laser-Strahlenbündel (20, 22) in entgegengesetzter Ausbreitungsrichtung einem das Isotopengemisch aus Gas-Molekülen enthaltenden Gehäuse (30) zuzuführen, undKonzentratoren (Linsen 32, 34), um das Licht der beiden Strahlenbündel (20, 22) im Gehäuse-Inneren (Punkt 36) zu konzentrieren (Fig. 4).709821 /0661
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