DE2742691A1

DE2742691A1 - Verfahren zum trennen von isotopen einer gasmischung

Info

Publication number: DE2742691A1
Application number: DE19772742691
Authority: DE
Inventors: Jean 78120 Rambouillet Chatelet; Michel 91470 Limours Clerc; André 75013 Paris Coste; Paul 92330 Sceaux Rigny
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1976-09-24
Filing date: 1977-09-22
Publication date: 1983-01-20
Also published as: FR2495955B1; FR2495955A1; NL7710183A; AU548430B2; AU8032382A; CA1132942A; BE857714A; US4372928A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Trennung von Isotopen einer Gasmischung, das es durch die kombinierte Wirkung einer Photonenbestrahlung mit Laserlicht und nachfolgender Ionisation nach Penning der Atome, Ionen oder Moleküle, die selektiv durch das Laserlicht angeregt wurden, gestattet, eine Isotopentrennung zu erreichen.

Ein bekanntes Verfahren zur Trennung der verschiedenen

O 1 C p O Q

Isotope des Urans (U und U) besteht darin, daß man in eine Gasmischung, die Uran in reiner Form oder in Form von Verbindungen enthält, ein Laserlichtbündel schickt, wobei die Energie der Photonen mit einem charakteristischen übergang einer Isotopenart in Resonanz steht. Damit diese Anregung selektiv ist, ist es erforderlich, daß die Energiebrei te der eingestrahlten Laserstrahlung geringer ist als dor Abstand der Anregungsniveaus der Isotopenarten des Urans. Dieser Abstand der Anregungsniveaus basiert auf ihrer Massendifferenz - Obwohl dieses Verfahren der Photoanregung und Photodissoziation einer gegebenen Isotopenart des Urans in selektiver Weise möglich ist, verringern die kleinen Auffangquerschnitte, die bei der Anregung mit Laserlicht durch Photoionisation der Verbindungen wirksam sind, die Gesamtausbeute des Verfahrens beträchtlich und erhöhen die Kosten erheblich.

Bei den bekannten Verfahren besteht der erste Schritt im allgemeinen darin, die gewünschten Isotope der Atnrne selektiv anzuregen, beispielsweise das Uranatom, das ausgehend von dem Metalldampf erhalten wird, und zwar mit Hilfe eines Lasers eines geeigneten Farbstoffes, wobei die spektrale Breite geringer ist als die

Isotopenverschiebung der Absorptionslinien der Uranatome. Der wirksame Auffangquerschnitt dieser Reaktion

-1 4 liegt in der Größenordnung von 10 cm². Anschließend wird in einer nachfolgenden Stufe mit dem gleichen Laser oder einem Laser mit besserem Wirkungsgrad durch Elektronenübergänge oder aufeinanderfolgende Schwingungen das gewünschte Isotop bis zum Ionisationspotential gebracht.

Lediglich die erste Anregung muß wirklich selektiv sein. Wenn man so vorgeht, daß nur ein Anregungsniveau ausreichend besetzt ist und einer gegebenen Isotopenart entspricht, reicht es aus, ausgehend von diesem Anregungsniveau mit geeigneten Mitteln die selektiv angeregten Atome elektronisch oder durch Schwingungen zu ionisieren, wobei diese letztgenannte Anregung nicht selektiv ist. Dies deshalb, weil die benachbarten Niveaus, die anderen Isotopenarten entsprechen, nicht besetzt sind, da die Anregung durch das erste Laserlicht selektiv ist und nur die Anregungsniveaus einer Isotopenart besetzt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird im wesentlichen der Photoionisationsprozeß ersetzt, d.h. die zweite .

nicht-selektive Stufe der Photoionisation, und zwar durch eine Ionisation nach Penning, wobei der wirksame Auffangquerschnitt bedeutend höher liegt (1000 bis 10 000 mal größer als der wirksame Auffangquerschnitt bei der Photoion i sat ion durch I.nncr 1 i cht ) .

Unter der Ionisation nach Penning versteht man die Ionisation durch Stoß mittels eines metastabilen Atoms oder Moleküls der angeregten gasförmigen Isotopenart. Die Bildung dieser motastabilen angeregten Atome ist

bedeutend wirtschaftlicher als die Herstellung von Photonen im Ultraviolettboreich oder Infrarotbereich, die bei dem bekannten Verfahren beim Fnergieniveau für die Photoionisation eingesetzt wurden. 5

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Trennen von Isotopen einer Gasmischung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Gasmischung, die mehrere Isotopenarten enthält, mit Laserlicht bestrahlt, wobei die Photonen eine Energie aufweisen, die mit einem Anregungsniveau einer Isotopenart der Gasmischung in Resonanz steht. Durch diesen ersten Schritt wird ein Anregungsniveau einer gegebenen Isotopenart besetzt. Ferner werden gleichzeitig in derselben Mischung metastabile Atome oder Moleküle gebildet, deren Anregungsenergie zum einen niedriger ist als die Ionisationsenergie der anderen Isotopenarten der Mischung und zum anderen höher ist als die Energiedifferenz zwischen der Ionisationsenergie der durch das Laserlicht angeregten Isotopenart und

20 der Energie des Anregungsniveaus.

Die metastabilen Atome (Ionisation nach Penning) bewirken durch Zusammenstoß mit gasförmigen, selektiv angeregten Atomen oder Molekülen eine Ionisation der letzteren. Um zu verhindern, daß ein Stoß zwischen einem metastabilen Atom und einem Bestandteil der Mischung, der nicht der durch die Photonen angeregten Isotopenart entspricht, die anderen Isotopenarten der Mischung in nichtsolcktivor Weise zu Ionisieren, war, cinon Verlust nn motastabilen Atomen darstellen würde, wählt man, wie vorher ausgeführt wurde, die Anregungsenergie der metastabilen Atome so, daß sie unterhalb der Ionisationsenergie der

Isotopenarten der Mischung liegt. Damit jedoch die Anregung möglich ist, ist es notwendig, daß die Energie der metastabilen Atome, die durch Stoß freigesetzt werden kann, höher ist als die Energiedifferenz zwischen der Ionisationsenergie und der Energie des Anrcgungsniveaus, das durch die Bestrahlung mit dem Laser erreicht wird.

Es ist ersichtlich, daß wie bei den bekannten Vorfahren die Breite der Spektrallinie des Laserlichtes geringer sein muß als die Energiedifferenz zwischen zwei Anregungsniveaus von verschiedenen Isotopenarten des Urans.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens arbeitet man in der Gasmischung nicht mit metallischem Uran sondern mit einfach ionisiertem Uran (U ). In diesem Fall vorsteht man unter Ionisierungsenergie die Energie, die zur zweifachen Ionisierung des Urans (U ) ausgehend von einfach ionisiertem Uran erforderlich ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung, die beispielshafte Ausführungsformen zeigt, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Knergiediagramm, das die Enorgie-

nivenus bei der Ionisierung von Uranatomcn wiedergibt;

Fig. 2 eine Ausführung.=;form einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgcmä'ßen

Verfahrens, wobei das metastabile Atom Quecksilber ist und durch Pumpen zuge-

führt wird und die Uranquelle metallisches Uran ist, das durch Erhitzen verdampft wird;

Fig. 3 eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei das Ausgangsmaterial einfach ionisiertes Uran ist; und
10

Fig. 4 eine weitere Variante einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindunqsgomäßen Verfahrens.

In Fig. 1 ist mit 2 das Grundniveau des Uranatoms im Dampfzustand bezeichnet. Mit 4 und 6 sind die Energieniveaus der auf ein erstes Niveau angeregten Uranatome 235 und 238 bezeichnet und die schraffierte Zone 8 stellt das Ionisationskontinuum dar, das einer Energie von 6,2 Elektronenvolt ausgehend vom Grundzustand entspricht. Der Unterschied der Niveaus 4 und 6 gibt die Isotopenverschiebung der Anregungsniveaus der Uranatome wieder. Der Übergang liegt für das Isotop 235 des Urans bei 5915 A. Die Breite des vom Laser emittierten Licht-.

Strahls muß geringer sein als der Energieabstand zwischen der Linie des Urans 235 und der Linie des Urans 238. Dies ist leicht realisierbar. Auf dom Pfeil 10 ist die letzte Stufe der bekannten Photoionisation wiedorqeqebcn, die nach folqendor Reaktion nbl Jiuf t.:

*235 +235

U + h ν —♦ U + e.

Auf dem Pfeil 12 ist die dem erfindungsgemäßen Verfah ren zugrundeliegende Reaktion wiedergegeben, nämlich:

* 235 +23S

M + U ^^J —> U + M + e.

Durch diese Reaktion wird die Ionisation des Urans ausgehend vom ausreichend besetzten Anregungsniveau des Urans 235 möglich. Mit M ist das metastabile Atom oder Molekül bezeichnet. Lediglich die erste Reaktion, nämlich

u²³⁸ ♦ u²³⁵ ₊ h ν -* u²³⁸ ₊ u*²³⁵

ist selektiv, während die zweite Reaktion (symbolisiert durch die Pfeile 10 oder 12) dies nicht notwendigerweise ist.

Bei Verwendung des selektiven Isotopenübergangs bei 5915 Ä bei Uran 235 kann man beispielsweise mit Vorteil metastabile Quecksilbern tome Hg ( P.) verwenden. Bezüglich der Teilchen M ist es vorteilhaft, einen metastabilen atomaren Zustand vorzusehen, der gegenüber dem Urandampf so inert wie möglich ist. Man kann metastabile Zustände der Edelgase oder des Quecksilbers verwenden, wie sie in der nachstehenden Tabolle I wiedergegeben sind. Dies bei Bedingungen, daß die vorstehend angeführten tfnergiekriterien erfüllt werden. Es ist gleichfalls möglich, ein angeregtes oder eximeriertes Dimer, wie He„ oder Ar zu verwenden, die durch Kombination ρ I non mct.ist.nbt 1 cn /,uslnmlcü und eines Grundzustandes erhalten werden. Unter den metastabilen Zuständen der Edelgase können die Zustände

P₀ und P von Ar, Xe und Kr genannt werden, die aufgrund der Verletzung der spektroskopischen Selektionsregel !\J - 1 metastabil sind. Die Zustände P. und P sind bezüglich der Metastabi1itat ungeeignet, und zwar trotz der Tatsache, daß der Übergang zum Grundzustand S- verboten ist. Jedoch ist ihre reelle Lebensdauer durch Einfangen der Fluoreszenz aufgrund der Autoabsorption der Resonanzlinie gegenüber dem Grundzustand S₀ sehr lange. Das Helium, dessen Elektronenstruktur unterschiedlich ist, gehorcht dem Gesetz AS = 0.

Das Ionisationsphänomen durch den metastabilen Zustand des Quecksilbers (Ionisation nach Penning), erreicht durch Absorption der Strahlung bei 2537 Λ, ist ein in der Photochemie gut bekanntes katalytisches Verfahren.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, muß die von den metastabilen Atomen gelieferte Energie unterhalb 6,2 Elektronenvolt liegen, damit durch diese Energie nicht in nicht-selektiver Weise die Uranatome ausgehend vom Grundzustand ionisiert werden. Die Energie soll jedoch nicht den Energieabstand, etwa 4,1 Elektronenvolt, überstei-

*235 gen, der zwischen dem Anregungsniveau des Urans (U . ) und dem Ionisationsniveau liegt. Es ist ersichtlich, daß sich das Diagramm der Fig. 1 auf ein einfach ionisiertes Uran bezieht, daß man jedoch als Ausgangsmaterial ein bereits einfach ionisiertes Uran verwenden kann, wobei man nach selektiver Anregung des U und Ionisation nach Penning zum zweifach ionisierten Uran gelangt.

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Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform wird als erste Stufe der selektive Isotopenübergang bei 5915 A des Urans und die Ionisation durch motastabi-Ie Atome des Quecksilbers Hg ( P.) gemäß nachfolgend angegebenen Reaktionen angewandt:

235 1

1) Ug + h υ(16900 cm ) —> U

?35 1 +1

2) U + Hg( P₁) —* U + Hg(S) + e

Der durch die Ionisation nach Penning freigesetzte Energieüberschuß ist geringer als die Energie des ersten Übergangs des Urans, wodurch die Bildung von Ionen ausgehend direkt von dem Grundzustand U- von nicht ausgewählten Isotopen vermieden wird.

Die wirksamen Auffangquerschnitte bei der Tonisation nach Penning liegen unter den höchsten bekannten (10~ bis 10 cm²). Lediglich die Existenz eines Resonanzübergangs U₀ —» U unter Bildung von angeregtem Uran U ausgehend von Uran im Grundzustand durch die Wirkung der metastabilen Atome kann interferieren (Übergangsresonanz mit der Energie der metastabilen Atome) jedoch geht das angeregte Uran U nicht vollständig verloren, da auch in starkem

25 Maße die Möglichkeit der Bildung der gewünschten Ionisation nach Penning der selektiv angeregten Uranatome besteht.

In Fig. 2 wird die Quecksilberquelle 20 mittels des Widerstandes 22 erhitzt und das Quockni 1 bor (Ibor Rohr 24 eingeführt. Das Quecksilber wird im Dampfzustand in den Raum 26 geführt, wo es in metastabiles gas-

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förmiges Quecksilber übergeführt wird und über Rohr 18 abgezogen wird. Der metastabile Zustand des Quecksilbers Hg( P.) wird durch Anregung des in der Kammer 26 enthaltenen Quecksilbers durch ein Lichtbündel 28 erreicht, das von der Quecksilberlampe 30 durch ein Filter 32 und eine Linse 34 in die Kammer 26 geschickt wird. Das gebündelte Licht bei 2537 Λ regt das Quecksilber an und dieses wird in geeigneter Menge in den Raum 36 überführt. Das nicht verwendete Quecksilber wird über Rohr 38 abgezogen, das mit nicht gezeigten Pumpeinrichtungen in Verbindung steht. Ein Laser 40 des Typs Rhodamine 6G schickt ein Lichtbündel bei 5915 Ä über das Totalreflexionsprisma 42 in den Raum 36, in dem gleichzeitig ein Strahl der metastabilen Quecksilberatome und des Urans in atomarem Zustand vorliegen, wobei ein Erhitzungsraum 44 von etwa 2000⁰C vorgesehen ist, aus dem der Uranstrahl 46 austritt.

Aufgrund der gewählten Anordnung werdon die Uranatome selektiv ionisiert und das ionisierte Uran kann auf den Platten 48 gesammelt werden, die mit einer geeigneten Versorgung 46 in Verbindung stehen. Alternativ kann das ionisierte Uran durch Elektroden und ein geeignetes, nicht gezeigtes Fumpsystem, das in dem Raum angeordnet ist, abgezogen werden.

Die zweite Resonanzlinie des Quecksilbers bei 1850 A wird wegfiltriert, um die Bildung eines höheren Anregungszustandes des Quecksilbers zu vermeiden, wodurch das Auf t.rrtcn cinnr η Irht-seloktivon ion inn I Inn odor Anregung des Urans durch Stoß vermieden wird.

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In Fig. 3 ist eine alternative Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemMßen Verfahrens gezeigt, bei der das Laserlicht längs des Pfeiles 50 durch ein Fenster 52 eingeführt wird und eine in 54 vorliegende Mischung aus Ionen des Urans und metastabilen Teilchen bestrahlt. Die in üblicher Weise ausgebildete Ionenquelle beliebiger Anordnung ist mit 56 bezeichnet. Die metastabilen Atome werden nach Einführen von Teilchen M durch das Rohr 58 gebildet, wo ein Hochfrequenzfold durch eine Wicklung 60 erzeugt wird, die mit einem hochfrequenten Strom von der Versorgung 62 gespeist wird. Die Ionen M werden

von den metastabilen Teilchen M mittels zweier Elektroden 63 separiert, was bewirkt, daß durch die Leitung 64 die metastabilen Atome M in das Volumen 54 wandern, wo sie mit dem angeregten einmal ionisierten Uran unter Bildung von zweimal ionisiertem Uran reagieren, das beispielsweise auf den KoIlcktorplatten 66 aufgefangen worden kann. Das Potential dor KoI lektorplatten 66 kann so eingestellt werden, daß auf dem Kollektor nur die zweifach ionisierten Uranionen und nicht die einfach ionisierten Ionen gesammelt werden und letztere zur Ionenquelle zurückgeführt werden. Das zweite Ionisationspotential des Urans liegt bei ·

25 etwa 12 eV oberhalb des ersten.

Um die Schwierigkeit der Bildung von metallischem Urandampf zu vormeiden ist es vorteilhaft, von Ionen U auszugehen und ein vorqleichbares [Ibcrqanqsschcmn anzuwenden, wie jenes, das unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurde. In diesem Fall wird jedoch das Uran zum zweifach ionisierten Ion überführt. Der

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Hauptvorteil einer Ionenquelle U besteht darin, daß eine Begrenzung und Formgebung dos Ionenbündels U möglich ist, wobei die Probleme des Bildens und Bündeins von neutralen Atomen vormieden werden. Man kann sich ferner die kinetische Energie der Ionen zunutze machen, was bei Bündeln von neutralen Atomen schwierig ist. Ferner ermöglicht das Intervall zwischen dem ersten und dem zweiten Ionisationspotential eine größere Auswahl unter den Energien der metastabilen Teilchen der in Tabelle I angegebenen Edelgase. Man sieht beispielsweise, daß man die erste selektive Anregungsstufe des Ions U durch Bestrahlung mit einem Rhodamine 6G-Laser von 206 eV überwinden kann und die zweite Stufe ausgehend von diesem Niveau zum Ion U durch Stoß mit metastabilen Atomen P. des Kryptons von 10,03 eV durchführen kann. Man kann auch für die erste Stufe auf die zweite harmonische Schwingung eines Lasers des Typs Rhodamine B zurückgreifen und für die zweite Stufe auf metastabile Atome P₁ des Xenons mit 8,43 eV. Neben diesen beiden Beispielen bestehen weitere Möglichkeiten. Die Strahlunqslebensclauer der metastabilen Atome ist sehr lange, und zwar in der Größenordnung von einigen cm pro s für die Niveaus He (2 S) und Ar ( Pp). Es ist einfach, diese getrennt durch elektrische Entladung oder in einem Hochfrequenzfeld herzustellen und diese nach Abziehen der Ionen auf ein Bündel zu führen, das aus vorher durch Laser an-

+ * geregten Ionen von isotopisch selektiven Teilchen U besteht, wobei es nicht erforderlich ist, mit unzulässig hohen Pumpcjoscliwi ndi'iko I ton zu arbeiten. Ein Ausführungsbeispiel· ist in Fig. 3 gezeigt, wobei die beiden nachstehend angegebenen Reaktionen ablaufen:

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U + h V₁ —) U (selektive Anregung des Ions)

+ * * + + U +M —» U +M + e (Energieübergang)

Die Ionisationspotentiale der Gase M der Tabelle I liegen oberhalb 6,2 eV, eine Ubertragungsreaktion der Ladung ausgehend von U des Ty]
deshalb nicht zu befürchten.

dung ausgehend von U des Typs U +M —> U + M ist

In Fig. 4 ist eine weitere Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, wobei gleichfalls eine Ionisation nach Penning ausgehend von einfach ionisiertem Uran durchgeführt wird. Eine Leitung 80 ist mit einer nicht gezeigten Quelle für die Atome M im gasförmigen Zustand verbunden, wobei ein Bündel von neutralen Teilchen in die Ionisationskammer 82 geschickt wird, wo die von der heißen Kathode 84 emittierten Elektronen (mit der elektrischen Versorgung 85 verbunden) die Atome M ionisierten oder anregen. Auf die Kammer 82 folgt eine zweite Austauschkammer 86 und Elektroden 88. Die selektive Bestrahlung wird durch das längs Pfeil 90 eingeführte Licht bewirkt. Schließlich kann am Ende ein Elektronenpaar 92 angeordnet werden. Wie aus der Beschriftung der Figur ersichtlich ist, treten die

+ *
Atome M und M aus der Kammer 82 aus und gelangen in die Kammer 86, deren Wände ein negatives Potential aufweisen, um die Ionen M anzuziehen, die deren Ladung auf den Wänden aus Uran der Kammer 86, die mit metallischem Uran bedeckt ist, mit den Uranatomen unter Bildung von U austauschen. Im Gegenzug setzen die mptnstabilen Teilchen ihren Wog fort. Am Ausgang dor Kninmor 8G 1 logon die Atome U und M vor, die lediglich einer geeigneten Laserstrahlung unterworfen werden müssen, um das selek-

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tiv angeregte Isotop in Form von U durch die vorstehend beschriebenen Reaktionen zweifach zu ionisieren. Das andere Isotop wird nicht durch die Laserenergie zweifach ionisiert. Die Energieverteilung erfolgt nach folgenden Ungleichungen:

E (Ionisation U⁺ —> U ^{+ +} ) - E(U⁺ KE(M )< E (Ionisation U⁺-^U

Die Vorteile der Ionsiation durch Stoß nach Penning gegenüber der Photoionisation in der zweiten Stufe eines Verfahrens zur Isotopentrennung von Uran durch Laser sind folgende:
1) der wirksame Auffangquerschnitt bei der Ionisation nach

Penning ist sehr groß (10~¹⁴ bis 10~¹⁶ cm²),

2) die metastabilen Atome, bei denen eine große Auswahl bezüglich der Energie gegeben ist, können in ausreichender Menge (10 bis 10 cm³) mit besserer energetischer Ausbeute als Photonen im Ultraviolettbereich vergleichbarer Energie gebildet werden, 3) die Lebensdauer der metastabilen Atome ist sehr lange (in der Größenordnung von 10 s), was deren

4 -1 Transport mit einer geeigneten Pumpleistung (10 ern-s )

gestattet, und

4) die metastabilen Atome können in situ durch Absorption der korrespondierenden Resonanzlinien, die in Tabelle I angegeben sind, gebildet werden.

Die metastabilen Atome können Energien von 5 bis 21 eV direkt übertragen, was bei in ihren Grundfrequenzen ausgestrahlten Lasern nicht möglich ist sondern nur bei sehr schlechter Ausbeute durch Bildung von harmonischen Schwingungen.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Beispiels näher erläutert.

Beispiel

Es wurde ein Laser verwendet, der kontinuierlich ein Milliwatt bei 5915 A mit einer Leistung von 6 χ 10 Photonen je Sekunde emittiert. Das Licht wurde in eine Atmosphäre aus Ionen U in einer Menge geschickt, die wenigstens einem Ionenstrom U von mehr als 10 Ampere entspricht. Diese Ionen wurden durch ein Duoplasmatron gebildet. Die Bildung an metastabilen Teilchen liegt auch oberhalb von 6x10 metastabile Teilchen je Sekunde. Die metastabilen Teilchen wer-

15 den durch elektrische Hochfrequenzentladung von

2450 MHz und 100 Watt mit einer Abströmgeschwindig-

4 keit bezogen auf das Gas von 10 cm · s oder durch elektrische Entladung eines Stroms der Größenordnung von 100 mA gebildet. Auf diese Weise werden 10 bis 10 metastabile Teilchen je cm³ mit einer Abströmge-

4 -1
schwindigkeit von 10 cm · s gebildet. Die Leistung

14 an metastabilen Teilchen beträgt somit 10 bis 10

cm s

Die Menge an Uran, die auf diese Weise getrennt werden kann, liegt in der Größenordnung von Mikrogramm je Stunde.

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Tabelle I

Beispiele metastabiler Zustände, Energien in eV, nach BROCKLEHURST

Anmerkung: Die Zustände P_n und P- sind aufgrund der Regel AJ = 1

1 3

metastabil. Die Zustände P₁ und P , die diese Regel nicht verletzen, sind nicht metastabil, haben jedoch eine lange Lebensdauer durch Auffangen der Strahlung.

Resonanz linien

'"Ar	1067	Ä
< Kr	1236	Ä
ν Xe	1470	Ä ->
Hg	2537	Ä

Lee

rseite

Claims

Verfahren zum Trennen von Isotopen einer Gasmischung Patentansprüche

1. Verfahren zum Trennen von Isotopen einer Gasmischung, dadurch gekennzeichnet , daß man die Gasmischung, die mehrere Isotopenarten enthält, mit Laserlicht bestrahlt, wobei die Photonen eine Energie aufweisen, die mit einem Anregungsniveau einer Isotopenart der Gasmischung in Resonanz steht, und daß man gleichzeitig in dieselbe Mischung metastabile Atome oder MoIeküle schickt, deren Anregungsenergie niedriger ist als die Ionisationsenergie der Bestandteile der Mischung und höher ist als die Energiedifferenz zwischen der
Ionisationsenergie der durch das Laserlicht angeregten Isotopenart und der Energie der Anregungsniveaus

15 derselben Isotopenart.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man eine Gasmischung einsetzt, die mehrere Isotopenarten von metallischem Uran ent-

20 hält.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man eine Gasmischung einsetzt, die mehrere Isotopenarten von einfach ionisierten Uranionen enthält.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß man als metastabile Atome Atome der Edelgase oder des Quecksilbers verwendet .

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die metastabilen Atome durch elektrische Entladung gebildet werden und durch Pumpen in die Gasmischung geschickt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die metastabilen Atome durch Hochfrequenzentladung gebildet werden und durch Pumpen in die Gasmischung geschickt werden.

20 .

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die metastabilen Atome durch optische Absorption gebildet werden.