DE2651122A1 - Verfahren und vorrichtung zum anregen und selektiven trennen durch absorption - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum anregen und selektiven trennen durch absorption

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DE2651122A1 DE19762651122 DE2651122A DE2651122A1 DE 2651122 A1 DE2651122 A1 DE 2651122A1 DE 19762651122 DE19762651122 DE 19762651122 DE 2651122 A DE2651122 A DE 2651122A DE 2651122 A1 DE2651122 A1 DE 2651122A1
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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
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;
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.
In Fig. 4 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Ein Laser 14 bzw. eine Laserstrahlenquelle, beispielsweise ein TEA-Laser,
ρ
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.
Beispiel 1
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.
Beispiel 2
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.
Beispiel 3
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.
Beispiel 1J
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
-2 λ
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)

  1. 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, und
    daß dadurch die Moleküle der bestimmten Isotopenart in verschiedene Bestandteile getrennt werden.
  2. 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, und
    daß 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. 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. 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. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein COp-Laser das Licht der ersten Frequenz ^ ^ abgibt.
  6. 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. 7. Anwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Moleküle (A) der ersten Art Moleküle eines Isotopengemischs von Uranhexafluorid sind.
  8. 8. Anwendung nach Anspruch 7a dadurch gekennzeichnet, daß die Moleküle (B)der zweiten Art Wasserstoffmoleküle sind.
  9. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1, 3 - 5»
    gekennzeichnet durch
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    einen 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, und
    Konzentratoren (Linsen 32, 34), um das Licht der beiden Strahlenbündel (20, 22) im Gehäuse-Inneren (Punkt 36) zu konzentrieren (Fig. 4).
    709821 /0661
DE19762651122 1975-11-12 1976-11-09 Verfahren und vorrichtung zum anregen und selektiven trennen durch absorption Granted DE2651122A1 (de)

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Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2651122A1 true DE2651122A1 (de) 1977-05-26
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NL (1) NL7612645A (de)
SE (1) SE435814B (de)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4302305A (en) * 1975-09-18 1981-11-24 Exxon Research & Engineering Co. Isotope separation process
US4336230A (en) * 1977-12-20 1982-06-22 Jersey Nuclear-Avco Isotopes, Inc. Frequency chirp in isotopically selective photoexcitation
US4303483A (en) * 1979-01-22 1981-12-01 The University Of Rochester Laser isotope separation and gas purification by multiple photon absorption enhanced by heating
US4543484A (en) * 1980-11-19 1985-09-24 United Technologies Corporation Laser particle removal
DE3817173A1 (de) * 1988-05-20 1989-11-23 Uranit Gmbh Verfahren zur uran-isotopen-trennung nach dem molekularen laserverfahren
JPH0564497U (ja) * 1992-02-06 1993-08-27 株式会社鶴見製作所 自動・非自動変換式竪型水中電動ポンプ
US5316635A (en) * 1992-05-22 1994-05-31 Atomic Energy Of Canada Limited/Energie Atomique Du Canada Limitee Zirconium isotope separation using tuned laser beams
US5527437A (en) * 1994-08-19 1996-06-18 Atomic Energy Of Canada Limited/Energie Atomique Du Canada Limitee Selective two-color resonant ionization of zirconium-91
US8654438B2 (en) 2010-06-24 2014-02-18 Cymer, Llc Master oscillator-power amplifier drive laser with pre-pulse for EUV light source

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2449424A1 (de) * 1973-10-23 1975-05-22 Exxon Research Engineering Co Verfahren zum trennen von isotopen

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1959767C2 (de) * 1969-11-28 1982-12-23 Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt Verfahren zur Isotopentrennung
US3772519A (en) * 1970-03-25 1973-11-13 Jersey Nuclear Avco Isotopes Method of and apparatus for the separation of isotopes
CH570192A5 (de) * 1973-02-02 1975-12-15 Jersey Nuclear Avco Isotopes
US4009391A (en) * 1974-06-25 1977-02-22 Jersey Nuclear-Avco Isotopes, Inc. Suppression of unwanted lasing in laser isotope separation
US4023038A (en) * 1974-09-19 1977-05-10 Jersey Nuclear-Avco Isotopes, Inc. Increased ionization rate in laser enrichment
US3987302A (en) * 1975-08-27 1976-10-19 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Resonance ionization for analytical spectroscopy

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2449424A1 (de) * 1973-10-23 1975-05-22 Exxon Research Engineering Co Verfahren zum trennen von isotopen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Applied Physics Letters 27, 1975, S. 87-89 *

Also Published As

Publication number Publication date
IL50823A (en) 1980-06-30
DE2651122C2 (de) 1988-03-31
IL50823A0 (en) 1977-01-31
ES453261A1 (es) 1978-01-01
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