JP2001259373A - Method for gasifying treatment of solid product in laser isotope separation - Google Patents

Method for gasifying treatment of solid product in laser isotope separation

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JP2001259373A
JP2001259373A JP2000080543A JP2000080543A JP2001259373A JP 2001259373 A JP2001259373 A JP 2001259373A JP 2000080543 A JP2000080543 A JP 2000080543A JP 2000080543 A JP2000080543 A JP 2000080543A JP 2001259373 A JP2001259373 A JP 2001259373A
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laser
solid product
isotope separation
laser isotope
gas
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JP2000080543A
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Japanese (ja)
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Akio Oya
暁雄 大家
Shigeyoshi Arai
重義 荒井
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HIRU RES KK
HIRU RESEARCH KK
Japan Science and Technology Agency
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HIRU RES KK
HIRU RESEARCH KK
Nuclear Development Corp
Japan Science and Technology Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for the gasifying treatment of a solid product, rapidly removing the solid product when the solid product formed in laser isotope separation adheres to a laser isotope separator to enable the smooth continuation of laser isotope separation work and capable of facilitating the recovery of the solid product. SOLUTION: A solid substance formed by the decomposition of a work substance in laser isotope separation is exposed to a halogenating agent injected form a halogenating agent injection device 13 to be gasified.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー同位体分
離において生成する固体物質をハロゲン化剤(フッ素化
剤)を用いてハロゲン化合物(フッ素化合物)に化学変
換して気化し、回収する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for chemically converting a solid substance produced in laser isotope separation into a halogen compound (fluorine compound) using a halogenating agent (fluorinating agent), and vaporizing and recovering the same. .

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザー同位体分離の有力な方法に原子
法と呼ばれている方法と、分子法と呼ばれている方法と
がある。原子法とは異なる同位体原子間にみられる光吸
収の違いに着目し、特定の同位体原子を選択的に電子励
起し、最終的に分離・濃縮するものであり、分子法とは
異なる同位体を含む分子の間にみられる光学吸収の違い
に着目し特定の同位体を含む分子を選択的に励起し、反
応に導き、生成物あるいは未反応物中にその同位体を分
離・濃縮する方法である。
2. Description of the Related Art A powerful method of laser isotope separation includes a method called an atomic method and a method called a molecular method. Focusing on the difference in light absorption between isotope atoms different from the atomic method, it selectively excites specific isotope atoms, and finally separates and enriches them. Focusing on the difference in optical absorption between molecules containing isomers, selectively excite molecules containing specific isotopes, leading to reactions, and separating and enriching the isotopes in products or unreacted products Is the way.

【0003】分子法は多原子分子における赤外多光子分
解という光化学現象が見いだされ、その現象に大きな同
位体効果が確認されて以来、大いに注目を集め、世界中
で膨大な研究が実験室規模で試みられてきた。しかし実
用的規摸での分離・濃縮の研究は今だに極めて乏しい。
[0003] In the molecular method, a photochemical phenomenon called infrared multiphoton decomposition in polyatomic molecules was found, and since a large isotope effect was confirmed in that phenomenon, a great deal of attention has been paid, and enormous research worldwide has been carried out on a laboratory scale. Has been tried in However, research on separation / concentration using practical models is still extremely scarce.

【0004】分子法による実用規模でのレーザー同位体
分離としては、炭酸ガスレーザーによって誘起される六
フッ化ニシランSi26の同位体選択的な赤外多光子分
解に基づくシリコン同位体28Si,29Si及び30Siな
どの分離・濃縮(M.kamioka,Y.Ishikawa, H. Kaetsu,
S.Isomura, and S. Arai, J.Phys. Chem.,90, 5727(198
6);特許公報 H2-56133)がよく知られてる。
[0004] Laser isotope separation on a practical scale by the molecular method includes the silicon isotope 28 Si based on the isotope-selective infrared multiphoton decomposition of hexasilane disilane Si 2 F 6 induced by a carbon dioxide gas laser. , 29 Si and 30 Si etc. (M. kamioka, Y. Ishikawa, H. Kaetsu,
S. Isomura, and S. Arai, J. Phys. Chem., 90, 5727 (198
6); Patent Publication H2-56133) is well known.

【0005】天然のシリコンは92.2%の28Si、
4.7%の29Si、3.1%の30Siから構成されてい
る。われわれの周囲にあるシリコン化合物のシリコン中
には、この割合で28Si、29Siおよび30Siが存在し
ている。
[0005] Natural silicon is 92.2% 28 Si,
Consisting of 4.7% 29 Si, 3.1% 30 Si. In the silicon of the silicon compound around us, 28 Si, 29 Si and 30 Si are present at this ratio.

【0006】シリコンとフッ素の化合物であるSi26
は、炭酸ガスレーザーの発振領域にSiF結合の伸縮振
動による赤外吸収バンドを持ち、そのバンドの位置は波
長に関して28SiF,29SiFおよび30SiFの間にい
わゆる同位体シフトと呼ばれるずれがある。
[0006] Si 2 F 6 which is a compound of silicon and fluorine
Has an infrared absorption band in the oscillation region of the carbon dioxide gas laser due to the stretching vibration of the SiF bond, and the position of the band has a so-called isotope shift between 28 SiF, 29 SiF and 30 SiF with respect to wavelength.

【0007】数トル程度の低圧のSi26に950cm
-1付近の炭酸ガスレーザーの集光したパルス光、いいか
えると高いフルエンスのパルス光を照射すると、個々の
分子が十数個以上の極めて多数の光子をパルス期間中に
吸収して高振動励起状態となり、(1)式で示すSiF
2とSiF4に分解する。これがSi26の赤外多光子分
解である。SiF2は不安定な分子であり次々に重合し
て(SiF2mの組成の白色の固体粉末状物質を生成す
る。ただしmは重合の数を表す。
950 cm in Si 2 F 6 at a low pressure of about several torr
When irradiated with a pulsed light beam of a CO2 laser near -1 or a high fluence pulse beam, each molecule absorbs a dozen or more photons during the pulse period, resulting in a highly excited state. And the SiF expressed by the equation (1)
Decomposes into 2 and SiF 4 . This is infrared multiphoton decomposition of Si 2 F 6 . SiF 2 is an unstable molecule and polymerizes one after another to form a white solid powder having a composition of (SiF 2 ) m . Here, m represents the number of polymerizations.

【0008】[0008]

【化1】 Si26+nhν → SiF2+SiF4 (1)Embedded image Si 2 F 6 + nhν → SiF 2 + SiF 4 (1)

【化2】 m SiF2 →(SiF2m (2) ここで赤外多光子分解には、多光子吸収における同位体
効果の結果、生成物SiF4中に29Siおよび30Siが
高濃縮され、一方未反応のSi26中に28Siが高濃縮
される。
M SiF 2 → (SiF 2 ) m (2) In the infrared multiphoton decomposition, 29 Si and 30 Si are highly concentrated in the product SiF 4 as a result of the isotope effect in multiphoton absorption. On the other hand, 28 Si is highly concentrated in unreacted Si 2 F 6 .

【0009】パルス光のフルエンスとは、レーザービー
ムの断面において単位面積当りのパルスのエネルギーを
表し、集光されたレーザービームの焦点付近ではその値
が著しく大きくなっている。
The fluence of the pulsed light indicates the energy of the pulse per unit area in the cross section of the laser beam, and its value is extremely large near the focal point of the focused laser beam.

【0010】逆の言い方をすると、レーザーパルスの期
間中に個々の分子に極めて多数のレーザー光子が衝突す
るようなフルエンスにおいて、はじめて赤外多光子分解
が可能となる。
In other words, infrared multiphoton decomposition is only possible at fluences in which a large number of laser photons hit individual molecules during a laser pulse.

【0011】このSi26の同位体選択的な赤外多光子
分解を利用して、連続的な原料の供給、生成物の回収、
レーザー照射などを組合せ、シリコンの同位体の実用規
模での分離・濃縮が試みられている。
Utilizing this isotope-selective infrared multiphoton decomposition of Si 2 F 6 , continuous supply of raw materials, recovery of products,
Attempts have been made to separate and concentrate silicon isotopes on a practical scale by combining laser irradiation and the like.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】一般に分子法と呼ばれ
るレーザー同位体分離では、気体の分子に高フルエンス
のレーザー光を照射し、作業物質の個々の分子に極めて
多数の光子が衝突する条件を作る必要があるが、気体分
子の励起に後続する反応の過程で、(2)式の反応によ
って固体の生成物が生成し、その結果レーザー光の入射
窓の曇り、光子の衝突が減少し、また気体の流通経路の
隘路部分の詰まりなどが起こり、分離の継続が不可能に
なることがある。例えば上記のシリコン同位体の分離に
おいて、(SiF2mで表される固体生成物が生成す
る。通常この固体生成物による詰まりは、分離装置を大
気にさらして内部を開き除去するが、装置を組み立て再
び分離を開始するまでに多くの作業と時間が必要となる
という問題点があった。また、この固体生成物である
(SiF2mには高濃度の同位体が含まれているので、
これを回収すれば同位体の収量を増加させる上で好まし
いことであるが、この回収を行うための好適な技術が開
発されていない。このような事情は六フッ化ニシランS
26以外の作業物質のレーザー同位体分離についても
同様である。
In laser isotope separation, which is generally called a molecular method, gas molecules are irradiated with high fluence laser light to create a condition in which a large number of photons collide with individual molecules of a working material. Although it is necessary, in the course of the reaction following the excitation of the gas molecules, the reaction of equation (2) produces a solid product, which results in clouding of the entrance window of the laser beam, reduction of the collision of photons, and In some cases, clogging or the like of a gas flow path may occur, making it impossible to continue separation. For example, in the above-mentioned separation of silicon isotopes, a solid product represented by (SiF 2 ) m is formed. Usually, the clogging by the solid product is performed by exposing the separation device to the atmosphere to open the inside and remove it. However, there is a problem that much work and time are required until the device is assembled and separation is started again. Further, since this solid product (SiF 2 ) m contains a high concentration of isotope,
Although it is preferable to recover the isotope in increasing the yield of the isotope, a suitable technique for performing the recovery has not been developed. In such circumstances, hexafluorinated disilane S
The same applies to laser isotope separation of working substances other than i 2 F 6 .

【0013】この発明は上記の如き事情に鑑みてなされ
たものであって、レーザー同位体分離において生成した
固体生成物がレーザー同位体分離装置に付着した場合
に、それを速やかに除去してレーザー同位体分離作業を
円滑に継続させることを可能にし、かつその固体生成物
の回収を容易にすることができる固体生成物の処理方法
を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and when a solid product generated in laser isotope separation adheres to a laser isotope separation device, the solid product is promptly removed and removed. It is an object of the present invention to provide a method for treating a solid product, which enables the isotope separation operation to be continued smoothly and facilitates the recovery of the solid product.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】この目的に対応して、こ
の発明のレーザー同位体分離における固体生成物のガス
化処理方法は、レーザー同位体分離において作業物質が
分解して生成する固体物質をハロゲン化剤に曝してガス
化することを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In accordance with this object, a method for gasifying a solid product in laser isotope separation according to the present invention comprises the steps of: It is characterized by being gasified by exposure to a halogenating agent.

【0015】[0015]

【実施例】以下この発明の詳細を実施例を示す図面に沿
って説明する。図1において1はレーザー同位体分離装
置である。この装置は大別してレーザー発生装置2、赤
外レンズ3、レーザー強度検出器4から成るレーザー部
5、不活性ガス噴射ノズル6、反応容器7、作業物質す
なわち原料ガスの供給配管8、反応ガス導出配管9から
成る反応部10、ハロゲン化剤充填器11、弁12から
成るハロゲン化剤注入装置13、原料ガス注入口14、
排気装置15、圧力計16、作業物質すなわち原料ガス
貯蔵容器17、圧力制御装置18、流量制御装置19、
流量計20から成る作業物質供給部21、圧力制御装置
22、低温補集器23、排気装置24から成る反応ガス
回収部26、低温蒸留装置27、未反応作業物質貯蔵容
器28、生成ガス貯蔵容器29から成る反応ガス分離部
30等から構成されている。レーザー発生装置2からの
レーザー光は赤外レンズ3を通して反応容器7内の作業
物質すなわち原料ガスを照射することが可能である。不
活性ガス噴射ノズル6はレーザー光の入射する窓に固体
生成物が付着することを防止する目的で設置され、レー
ザー照射中は例えば窒素ガスまたはアルゴンガスを噴射
している。作業物質すなわち原料ガスの供給配管8には
ハロゲン化剤注入装置13が取り付けられている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the drawings showing embodiments. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a laser isotope separation device. This apparatus is roughly classified into a laser section 5, which comprises a laser generator 2, an infrared lens 3, and a laser intensity detector 4, an inert gas injection nozzle 6, a reaction vessel 7, a supply pipe 8 for a working substance, that is, a raw material gas, and a derivation of a reaction gas. A reaction section 10 composed of a pipe 9, a halogenating agent filling device 11, a halogenating agent injection device 13 including a valve 12, a raw material gas injection port 14,
An exhaust device 15, a pressure gauge 16, a working substance or raw material gas storage container 17, a pressure control device 18, a flow control device 19,
A working substance supply unit 21 including a flow meter 20, a pressure control device 22, a low temperature collector 23, a reactive gas recovery unit 26 including an exhaust device 24, a low temperature distillation device 27, an unreacted working material storage container 28, a generated gas storage container The reaction gas separation section 30 is composed of 29. The laser beam from the laser generator 2 can irradiate the working substance in the reaction vessel 7, that is, the raw material gas, through the infrared lens 3. The inert gas injection nozzle 6 is provided for the purpose of preventing solid products from adhering to the window on which the laser beam enters, and injects, for example, nitrogen gas or argon gas during laser irradiation. A halogenating agent injecting device 13 is attached to the supply pipe 8 for the working substance, that is, the raw material gas.

【0016】このように構成されたレーザー同位体分離
装置1においてレーザー同位体分離並びに固体生成物の
除去及び回収の操作は次のようになされる。作業物質を
作業物質すなわち原料ガスの供給配管8から反応容器7
に供給しながらレーザー発生装置2からのレーザー光を
作業物質に照射すると、作業物質中の同位体は生成物あ
るいは未反応作業物質中に分離して濃縮される。生成物
と未反応作業物質の混合物は反応ガス導出配管9を通し
て低温補集器23に集められる。その後この混合物は低
温蒸留装置27に送られ、そこで生成物と未反応作業物
質に分けられる。
The operation of laser isotope separation and the removal and recovery of solid products in the laser isotope separation apparatus 1 constructed as described above are performed as follows. The working substance is supplied from the supply pipe 8 for the working substance, that is, the raw material gas to the reaction vessel 7.
When the work material is irradiated with the laser beam from the laser generator 2 while supplying the work material, the isotopes in the work material are separated and concentrated in the product or the unreacted work material. The mixture of the product and the unreacted work material is collected in the low temperature collector 23 through the reaction gas outlet pipe 9. This mixture is then sent to a cryogenic distillation unit 27, where it is separated into product and unreacted working material.

【0017】レーザー照射によって反応容器7内で分離
生成された特定の同位体を含む生成物は固体である場合
もあり、これらの固体生成物が反応容器7、反応容器7
より下流側の反応ガス導出配管9、圧力制御装置22、
低温補集器23等に付着して同位体分離の継続を阻害す
る場合のあることは前述の通りである。そこでこの問題
を解決するために、本発明では、固体生成物が同位体分
離の継続に支障をきたした時点で、レーザー発生装置2
の運転及び反応容器7への原料ガスの導入を停止し、低
温補集器23内に凝縮されている生成物と未反応原料ガ
スを低温蒸留装置27に移して始末する。次に低温補集
器23を冷却した後、ハロゲン化剤充填器11の出口に
ある弁12を開き、付着している固体生成物を、例えば
フッ素などのハロゲン化剤のガスにさらし、固体生成物
を低分子量の気体分子に化学的に変換して取り除く。
Products containing specific isotopes separated and produced in the reaction vessel 7 by laser irradiation may be solids, and these solid products are used as the reaction vessels 7 and 7.
The reaction gas outlet pipe 9 on the downstream side, the pressure control device 22,
As described above, it may adhere to the low-temperature collector 23 or the like and hinder the continuation of isotope separation. Therefore, in order to solve this problem, in the present invention, when the solid product interferes with the continuation of the isotope separation, the laser generator 2 is used.
Is stopped, and the introduction of the raw material gas into the reaction vessel 7 is stopped, and the product condensed in the low-temperature collector 23 and the unreacted raw material gas are transferred to the low-temperature distillation device 27 and cleaned. Next, after cooling the low-temperature collector 23, the valve 12 at the outlet of the halogenating agent filling device 11 is opened, and the adhered solid product is exposed to a halogenating gas such as fluorine, for example. The substance is chemically converted into low molecular weight gas molecules and removed.

【0018】ハロゲン化剤としては、それ自身気体であ
り、固体生成物のハロゲン化における生成物が気体であ
れば、どのようなものでも使用できるが、具体的には、
2,ClF,ClF3,Cl2,BrF,BrF5などが
挙げられる。
The halogenating agent itself is a gas, and any product can be used as long as the product in the halogenation of a solid product is a gas.
F 2, ClF, ClF 3, Cl 2, BrF, like BrF 5.

【0019】ハロゲン化剤にさらす分離装置の該当部分
は、ハロゲン化剤に対して不活性もしくは固体生成物と
比較して格段に不活性でなければならない。レーザーに
よる選択的励起に後続して生成する固体生成物中には、
しばしば特定の同位体が濃縮されている。例えばSi2
6の適切な条件下での赤外多光子分解においては、
(SiF2mの組成の固体生成物中にも29Si及び30
iが高濃縮されている。そこで(SiF2mのハロゲン
化で生じた気体を回収する必要が生ずるが、回収には一
般的な方法、例えば低温トラップによる凝縮捕集あるい
は吸着剤による吸着捕集などを用いることができる。こ
こではあらかじめ冷却した補集器で回収される。
The relevant part of the separation device that is exposed to the halogenating agent must be inert to the halogenating agent or significantly inert compared to the solid product. Some solid products formed following selective excitation by the laser include:
Often specific isotopes are enriched. For example, Si 2
In the infrared multiphoton decomposition of F 6 under the appropriate conditions,
(SiF 2) 29 to the solid product of the composition of m Si and 30 S
i is highly concentrated. Therefore, it is necessary to recover the gas generated by the halogenation of (SiF 2 ) m , and a general method such as condensation and collection by a low-temperature trap or adsorption and collection by an adsorbent can be used for the recovery. Here, it is collected in a pre-cooled collector.

【0020】[0020]

【実験例】(1)炭酸ガスレーザーによるSi26の同
位体選択的な赤外多光子分解に基づき、流通法を採用し
多量の30Siを生成物SiF4中に濃縮した。炭酸ガス
レーザーのパルス光は波数951.19cm-1の10P
(12)線であり、その出力は5Hzのパルスの繰り返
しにおいて、23.5Wであった。そのレーザービーム
を焦点距離約2mの赤外レンズで集光して圧力数トルの
Si26に照射した。レーザーの照射中は、レーザーの
入射窓に常に多量の窒素ガスを吹き付けてその曇りを防
いだ。
[Experimental Examples] (1) Based on the isotope-selective infrared multiphoton decomposition of Si 2 F 6 using a carbon dioxide gas laser, a large amount of 30 Si was concentrated in the product SiF 4 using a flow method. The pulse light of the carbon dioxide laser is 10P with a wave number of 951.19 cm -1 .
(12) line, the output of which was 23.5 W at 5 Hz pulse repetition. The laser beam was condensed by an infrared lens having a focal length of about 2 m, and was irradiated onto Si 2 F 6 at a pressure of several torr. During laser irradiation, a large amount of nitrogen gas was constantly blown onto the laser entrance window to prevent clouding.

【0021】SiF4は未反応のSi26と共に液体窒
素で冷却したトラップ中に凝集して捕集し、その後−9
5℃で分留してSiF4を分離・回収したが、そのSi
4中に、30Siは9.4%に濃縮されていることが質
量分析の結果より明らかとなった。反応容器からトラッ
プに至るまで白色の固体生成物が多量に付着し、特に弁
内には大量に溜り、流通を阻害していた。ハロゲン化剤
2にさらすとSiF4を発生し、さらに発生したSiF
4を質量分析器で測定した結果、30Siが約9.0%近
くに濃縮されており、もとの固体生成物中にも30Siが
濃縮されていることが明らかとなった。
The SiF 4 is collected together with the unreacted Si 2 F 6 in a trap cooled with liquid nitrogen and collected.
The SiF 4 was separated and recovered by fractionation at 5 ° C.
Mass spectrometry revealed that 30 Si was concentrated to 9.4% in F 4 . A large amount of white solid product adhered from the reaction vessel to the trap, and accumulated in a large amount especially in the valve, obstructing the flow. When exposed to the halogenating agent F 2 , SiF 4 is generated, and further generated SiF 4
As a result of measuring 4 with a mass spectrometer, it was found that 30 Si was concentrated to about 9.0%, and that 30 Si was also concentrated in the original solid product.

【0022】(2)炭酸ガスレーザーによるSi26
同位体選択的な赤外多光子分解に基づき、流通法を採用
し多量の30Siを生成物SiF4中に濃縮した。炭酸ガ
スレーザーのパルス光は波数951.19cm-1の10
P(12)線であり、その出力は5Hzのパルスの繰り
返しにおいて、23.5Wであった。そのレーザービー
ムを焦点距離約2mの赤外レンズで集光して圧力数トル
のSi26に照射した。レーザーの照射中は、レーザー
の入射窓に常に多量の窒素ガスを吹き付けてその曇りを
防いだ。
(2) Based on isotope-selective infrared multiphoton decomposition of Si 2 F 6 by a carbon dioxide laser, a large amount of 30 Si was concentrated in the product SiF 4 by employing a flow method. The pulsed light of the carbon dioxide gas laser has a wave number of 951.19 cm -1 .
P (12) line, the output of which was 23.5 W at 5 Hz pulse repetition. The laser beam was condensed by an infrared lens having a focal length of about 2 m, and was irradiated onto Si 2 F 6 at a pressure of several torr. During laser irradiation, a large amount of nitrogen gas was constantly blown onto the laser entrance window to prevent clouding.

【0023】SiF4は未反応のSi26と共に液体窒
素で冷却したトラップ中に凝集して捕集し、その後−9
5℃で分留してSiF4を分離・回収したが、そのSi
4中に、30Siは12%に濃縮されていることが質量
分析の結果より明らかとなった。反応容器からトラップ
に至るまで白色の固体生成物が多量に付着し、特に弁内
には大量に溜り、流通を阻害していた。流通経路内全体
をCl2にさらすとSiCl22を発生し、さらに発生
したSiCl22を質量分析器で測定した結果、 30Si
が約10%近くに濃縮されており、もとの固体生成物中
にも30Siが濃縮されていることが明らかとなった。C
2はF2と異なりガラスに対して不活性なのでガラス装
置の部分に付着した固体を除くことができる。
SiFFourIs unreacted SiTwoF6With liquid nitrogen
Aggregated and collected in a trap cooled with hydrogen, then -9
Fractional distillation at 5 ° CFourWas separated and recovered.
FFourinside,30Si is concentrated to 12% by mass
It became clear from the result of the analysis. Trap from reaction vessel
Large amount of white solid product adheres up to
Had accumulated in large quantities and had been impeding distribution. Entire distribution channel
To ClTwoExposure to SiClTwoFTwoOccurs and further occurs
SiClTwoFTwoAs a result of measuring with a mass spectrometer, 30Si
Is concentrated to about 10%, and is contained in the original solid product.
Also30It became clear that Si was concentrated. C
lTwoIs FTwoUnlike glass, it is inert to glass.
It is possible to remove solids adhering to the part of the device.

【0024】[0024]

【発明の効果】例えばSi26の同位体選択的な赤外多
光子分解による28Si,29Si,30Si等の分離・濃縮
において、固体生成物が圧力や流量の測定器、制御弁、
流通経路等に詰まることは大きな問題である。その際は
従来技術では分離装置を解体し除去するが、内部を大気
にさらす作業中に、有毒ガスが発生したり、内部に大気
中の水分が吸着するなど予期せぬ問題を生じ、同位体分
離の本筋の作業の遅れをもたらす。本発明の結果、今後
は分離装置を解体することなく、固体生成物を除去する
ことが可能で、手間が省け、作業の安全も増す。Si2
6の赤外多光子分解で生成する固体生成物中には、気
体生成物のSiF4中と同様にシリコン同位体が濃縮さ
れていることが実験例で明らかとなった。
In according to the present invention for example Si 2 28 with isotopes selective infrared multiple photon decomposition of F 6 Si, 29 Si, 30 Si separation and concentration, such as, solid product of the pressure and flow meter, the control valve ,
Blocking the distribution channel is a major problem. In that case, the separation device is dismantled and removed in the conventional technology, but during the work of exposing the inside to the atmosphere, toxic gas is generated, and unexpected problems such as adsorption of atmospheric moisture into the inside occur. This causes delays in the work of the main separation. As a result of the present invention, it is possible to remove solid products without dismantling the separation device in the future, which saves labor and increases work safety. Si 2
Experimental examples have revealed that silicon isotopes are enriched in solid products produced by infrared multiphoton decomposition of F 6 , as in the gaseous product SiF 4 .

【0025】従ってこの固体生成物をハロゲン化剤で気
化し、その気体を回収すれば、同位体の収量は倍増す
る。回収の操作も簡単で、固体生成物のハロゲン化剤に
よるハロゲン化で生成した気体物質を低温トラップなど
で捕集し、その後ハロゲン化剤と発生した気体物質を分
離すればよい。
Therefore, if the solid product is vaporized with a halogenating agent and the gas is recovered, the yield of the isotope is doubled. The recovery operation is also simple, and the gaseous substance generated by halogenation of the solid product with the halogenating agent may be collected by a low-temperature trap or the like, and then the halogenating agent and the generated gaseous substance may be separated.

【0026】固体生成物のハロゲン化剤による気化は、
単に窓の曇りや流通経路内の詰まりの除去に止まらず、
同位体の収量の増大をもたらすものであり、その発明の
効果は極めて大きい。Si26以外の作業物質のレーザ
ー同位体分離の場合も同様である。
The vaporization of the solid product by the halogenating agent is
More than just removing fogging of windows and clogging in distribution channels,
This leads to an increase in the isotope yield, and the effect of the invention is extremely large. The same applies to the case of laser isotope separation of a working material other than Si 2 F 6 .

【0027】[0027]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】レーザー同位体分離装置の構成説明図FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a laser isotope separation apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザー同位体分離装置 2 レーザー発生装置 3 赤外レンズ 4 レーザー強度検出器 5 レーザー部 6 不活性ガス噴射ノズル 7 反応容器 8 作業物質すなわち原料ガスの供給配管 9 反応ガス導出配管 10 反応部 11 ハロゲン化剤充填器 12 弁 13 ハロゲン化剤注入装置 14 原料ガス注入口 15 排気装置 16 圧力計 17 作業物質すなわち原料ガス貯蔵容器 18 圧力制御装置 19 流量制御装置 20 流量計 21 作業物質供給部 22 圧力制御装置 23 低温補集器 24 排気装置 26 反応ガス回収部 27 低温蒸留装置 28 未反応作業物質貯蔵容器 29 生成ガス貯蔵容器 30 反応ガス分離部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser isotope separation apparatus 2 Laser generation apparatus 3 Infrared lens 4 Laser intensity detector 5 Laser part 6 Inert gas injection nozzle 7 Reaction vessel 8 Supply pipe of working material, that is, raw material gas 9 Reaction gas outlet pipe 10 Reaction section 11 Halogen Agent filling device 12 Valve 13 Halogenating agent injector 14 Source gas inlet 15 Exhaust device 16 Pressure gauge 17 Working substance, ie, source gas storage container 18 Pressure controller 19 Flow controller 20 Flow meter 21 Working substance supplier 22 Pressure control Apparatus 23 Low temperature collector 24 Exhaust device 26 Reactive gas recovery unit 27 Low temperature distillation device 28 Unreacted work material storage container 29 Product gas storage container 30 Reactive gas separation unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大家 暁雄 茨城県那珂郡東海村舟石川662番地12 ニ ュークリア・デベロップメント株式会社内 (72)発明者 荒井 重義 東京都港区六本木4丁目1番6号 ヒル リサーチ有限会社内 Fターム(参考) 4G072 AA08 GG03 HH05 JJ04 MM01 RR01 RR11 UU30  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Akio Oya 662-12, Funashikikawa, Tokai-mura, Naka-gun, Ibaraki Pref. Inside Nukuria Development Co., Ltd. (72) Inventor Shigeyoshi Arai 4-6-1 Roppongi, Minato-ku, Tokyo F-term in Hill Research Co., Ltd. (reference) 4G072 AA08 GG03 HH05 JJ04 MM01 RR01 RR11 UU30

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザー同位体分離において作業物質が
分解して生成する固体物質をハロゲン化剤に曝してガス
化することを特徴とするレーザー同位体分離作業におけ
る固体生成物のガス化処理方法
1. A method for gasifying a solid product in a laser isotope separation operation, comprising exposing a solid substance produced by decomposing a work material in the laser isotope separation to a halogenating agent and gasifying the solid substance.
【請求項2】 前記ガス化した固体物質を回収すること
を特徴とする請求項1記載の固体生成物のガス化処理方
2. The gasification treatment method for a solid product according to claim 1, wherein the gasified solid substance is recovered.
【請求項3】 レーザー同位体分離装置を使用したレー
ザー同位体分離において、作業物質が分解して生成して
かつ前記レーザー同位体分離装置に付着した固体物質を
ハロゲン化剤に曝してガス化して前記レーザー同位体分
離装置から除去することを特徴とする固体生成物のガス
化処理方法
3. In laser isotope separation using a laser isotope separation device, a solid substance produced by decomposition of a working material and attached to the laser isotope separation device is exposed to a halogenating agent to be gasified. A method for gasifying a solid product, wherein the gas is removed from the laser isotope separation apparatus.
【請求項4】 前記ガス化した固体物質を回収すること
を特徴とする請求項3記載の固体生成物のガス化処理方
4. The gasification treatment method for a solid product according to claim 3, wherein the gasified solid substance is recovered.
【請求項5】 六フッ化ニシランのレーザー同位体分離
によって生成するフッ化シリコン重合物{(SiF2m
:mは重合の数}をハロゲン化剤に曝して低分子量の
気体分子に変換することを特徴とするフッ化シリコン固
体物質のガス化処理方法
5. A silicon fluoride polymer {(SiF 2 ) m formed by laser isotope separation of hexafluorodisilane
: M is a method for gasification of a solid silicon fluoride material, comprising exposing a few} of the polymerization to a halogenating agent to convert them into gas molecules of low molecular weight.
【請求項6】 前記気体分子を回収することを特徴とす
る請求項5記載のフッ化シリコン固体物質のガス化処理
方法
6. The method according to claim 5, wherein the gas molecules are recovered.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7307233B2 (en) 2003-09-30 2007-12-11 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Isotope separation method and working substance for isotope separation
CN104923077A (en) * 2014-03-17 2015-09-23 住友重机械工业株式会社 Radioactive isotope refining device and radioactive isotope refining method

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CN104923077B (en) * 2014-03-17 2017-06-13 住友重机械工业株式会社 Radioisotopic refining plant and radioisotopic process for purification

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