JP2672152B2 - 金属蒸気の生成方法と装置 - Google Patents
金属蒸気の生成方法と装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、加熱により目的とする金属を蒸発させる方
法に係り、特に該金属蒸気のイオン化を阻止し得る方法
およびそのための装置に関する。
法に係り、特に該金属蒸気のイオン化を阻止し得る方法
およびそのための装置に関する。
［従来の技術］ ウランのレーザ濃縮技術などでは金属蒸気を発生させ
る必要があり、このために金属を高温に加熱している。
例えば米国特許第3,963,921号明細書には、目的金属の
蒸気を高密度で得るために、目的金属であるウランにウ
ランよりも高沸点の金属を添加してウランとの金属間化
合物を作らせ、この金属間化合物を加熱することによ
り、ウラン単独の場合よりも高密度の金属蒸気を得る方
法が開示されている。
る必要があり、このために金属を高温に加熱している。
例えば米国特許第3,963,921号明細書には、目的金属の
蒸気を高密度で得るために、目的金属であるウランにウ
ランよりも高沸点の金属を添加してウランとの金属間化
合物を作らせ、この金属間化合物を加熱することによ
り、ウラン単独の場合よりも高密度の金属蒸気を得る方
法が開示されている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、ウランのようなイオン化ポテンシャル
の低い目的金属を高温に加熱すると、目的金属の一部が
熱電離によりイオン化する。特に前記米国特許に開示さ
れている技術では、目的金属と金属間化合物を作る金属
として、目的金属よりもイオン化ポテンシャルの高い金
属が用いられており、かかる金属が目的金属と共存する
ので目的金属のイオン化はより激しくなる。目的金属が
イオン化するとイオンと中性原子とでは電場及び磁場に
対する応答が異なり、また分光学的性質も異なるので、
目的金属蒸気の工業的な利用に問題が生じる。
の低い目的金属を高温に加熱すると、目的金属の一部が
熱電離によりイオン化する。特に前記米国特許に開示さ
れている技術では、目的金属と金属間化合物を作る金属
として、目的金属よりもイオン化ポテンシャルの高い金
属が用いられており、かかる金属が目的金属と共存する
ので目的金属のイオン化はより激しくなる。目的金属が
イオン化するとイオンと中性原子とでは電場及び磁場に
対する応答が異なり、また分光学的性質も異なるので、
目的金属蒸気の工業的な利用に問題が生じる。
この問題を排除するため、イオン化後の蒸気に電界を
かけてイオンを中性原子から分離することも考えられる
が、イオン化と同時に電子も生成プラズマ状態になって
おり、電界をかけてもシースが生じ、電界が内部まで深
く入らず、除去効率が低くなるので実用的ではない。
かけてイオンを中性原子から分離することも考えられる
が、イオン化と同時に電子も生成プラズマ状態になって
おり、電界をかけてもシースが生じ、電界が内部まで深
く入らず、除去効率が低くなるので実用的ではない。
したがって、本発明は高温に加熱するにもかかわら
ず、目的金属のイオン化を抑制して中性の目的金属蒸気
を生成させる方法およびそのための装置を提供すること
を目的とする。
ず、目的金属のイオン化を抑制して中性の目的金属蒸気
を生成させる方法およびそのための装置を提供すること
を目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために、目的金属を加
熱してその金属蒸気を生成させるに際し、該目的金属よ
りもイオン化ポテンシャルの低い他の金属を共存させた
状態で加熱を行うものである。
熱してその金属蒸気を生成させるに際し、該目的金属よ
りもイオン化ポテンシャルの低い他の金属を共存させた
状態で加熱を行うものである。
［作用］ 本発明では、加熱により金属蒸気を得る際に、目的金
属よりイオン化ポテンシャルの低い金属を共存させるの
で、イオン化ポテンシャルの低い金属の方がより多く熱
電離し、これに伴い電子濃度が増加し、したがって、目
的金属がイオン化するのが抑制され、目的金属の中性原
子の蒸気が得られる。
属よりイオン化ポテンシャルの低い金属を共存させるの
で、イオン化ポテンシャルの低い金属の方がより多く熱
電離し、これに伴い電子濃度が増加し、したがって、目
的金属がイオン化するのが抑制され、目的金属の中性原
子の蒸気が得られる。
この事を理論的に説明する。単体の金属の熱電離は質
量作用の法則に従う。すなわち、高融点金属Ｕの熱電離
は、次のように表わすことができる。
量作用の法則に従う。すなわち、高融点金属Ｕの熱電離
は、次のように表わすことができる。
ここでKiは定数であり、金属の種類と温度が定まると一
定値になり、一般に次に示すSahaの式から求めることが
できる。
定値になり、一般に次に示すSahaの式から求めることが
できる。
ここでEiはイオン化ポテンシャル、Ｔは温度、PM,PM +,P
e -は統計重率を表わす。単体の場合、温度が一定であれ
ばKiの値は一定となる。
e -は統計重率を表わす。単体の場合、温度が一定であれ
ばKiの値は一定となる。
上記の（１）式から明らかなように、電子e-の濃度が
高くなると平衡は左辺に移動し、その結果、目的金属Ｕ
のイオン化が抑制できることになる。その様にするため
には、単体の場合は外部から電子を供給する以外に方法
がないが、現状の技術では非効率で、工業的な実施は難
しい。
高くなると平衡は左辺に移動し、その結果、目的金属Ｕ
のイオン化が抑制できることになる。その様にするため
には、単体の場合は外部から電子を供給する以外に方法
がないが、現状の技術では非効率で、工業的な実施は難
しい。
これに対し本発明においては、目的金属Ｕよりもイオ
ン化ポテンシャルの低い金属Ｍを共存せしめるので、同
一温度では次式（４）のような熱電離が生じて、外部よ
り電子を供給するのと同じように電子e-の濃度が高くな
る。
ン化ポテンシャルの低い金属Ｍを共存せしめるので、同
一温度では次式（４）のような熱電離が生じて、外部よ
り電子を供給するのと同じように電子e-の濃度が高くな
る。
Ｍ→M+＋e- …（４） したがって、式（１）にて平衡が左辺にずれ、目的金属
Ｕのイオン化が抑制される。
Ｕのイオン化が抑制される。
［実 施 例］ 本発明の実施に際して、例えば目的金属に、該金属よ
りもイオン化ポテンシャルの低い他の金属を共存させる
形態としては、金属間化合物もしくは固溶体を作らせる
方法、又は気体、液体等として目的金属に供給する方法
がある。しかし後述する図示の実施例では、金属間化合
物を用いる実施例と、液体として供給する実施例のみが
示されている。
りもイオン化ポテンシャルの低い他の金属を共存させる
形態としては、金属間化合物もしくは固溶体を作らせる
方法、又は気体、液体等として目的金属に供給する方法
がある。しかし後述する図示の実施例では、金属間化合
物を用いる実施例と、液体として供給する実施例のみが
示されている。
以下の説明では、目的金属としてウランを例にとる。
ウランは融点1133℃、沸点3818℃であり、イオン化ポテ
ンシャルが6.1eVと低く、高密度の蒸気を得ようとする
と熱電離を生じ易い金属の代表例である。
ウランは融点1133℃、沸点3818℃であり、イオン化ポテ
ンシャルが6.1eVと低く、高密度の蒸気を得ようとする
と熱電離を生じ易い金属の代表例である。
ウランよりもイオン化ポテンシャルの低い金属元素と
しては次の18元素を挙げることができる。すなわち、リ
チウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウ
ム、ストロンチウム、バリウム、ラジウム、アルミニウ
ム、ガリウム、インジウム、ランタン、サマリウム、ユ
ーロピウム、エルビウム、ツリウム、プルトニウム、ア
メリシウムである。
しては次の18元素を挙げることができる。すなわち、リ
チウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウ
ム、ストロンチウム、バリウム、ラジウム、アルミニウ
ム、ガリウム、インジウム、ランタン、サマリウム、ユ
ーロピウム、エルビウム、ツリウム、プルトニウム、ア
メリシウムである。
これらの金属をウランとの親和性に基づいて種々の適
切な形態でウランと共存させて本発明を実施することが
できる。すなわちこれらの元素はウランとの親和性を基
に３種類のグループに区分することができる。一つのグ
ループはウランと金属間化合物を作る元素であり、アル
ミニウム、ガリウム、インジウムを挙げることができ
る。もう一つのグループはウランと金属間化合物は作ら
ないが、固溶体を作り易い元素であり、サマリウム、ユ
ーロピウム、エルビウム、ツリウムを挙げることができ
る。残りのグループは金属間化合物も固溶体も作り難い
ウランとの親和性の低い化合物であり、アルカリ金属元
素とアルカリ土類元素を挙げることができる。
切な形態でウランと共存させて本発明を実施することが
できる。すなわちこれらの元素はウランとの親和性を基
に３種類のグループに区分することができる。一つのグ
ループはウランと金属間化合物を作る元素であり、アル
ミニウム、ガリウム、インジウムを挙げることができ
る。もう一つのグループはウランと金属間化合物は作ら
ないが、固溶体を作り易い元素であり、サマリウム、ユ
ーロピウム、エルビウム、ツリウムを挙げることができ
る。残りのグループは金属間化合物も固溶体も作り難い
ウランとの親和性の低い化合物であり、アルカリ金属元
素とアルカリ土類元素を挙げることができる。
ウランと金属間化合物を作る上記元素はいずれも低融
点であるからウランとの金属間化合物を製造し易い。し
かも、この金属間化合物はウラン単体よりも高融点とな
るので、高温での蒸発操作が可能となり大きな蒸気密度
を得易い。アルミニウム、ガリウム、イジウムの中では
インジウムがイオン化ポテンシャルが最も低く（イオン
化ポテンシャルEi＝5.8eV）、UIn3として蒸発させる
と、ウラン単体の場合と比べて同一温度でイオン化を10
％程度に低減できる。したがって、第１図に示す実施例
では、インジウムの金属間化合物を使用した例が示され
ている。
点であるからウランとの金属間化合物を製造し易い。し
かも、この金属間化合物はウラン単体よりも高融点とな
るので、高温での蒸発操作が可能となり大きな蒸気密度
を得易い。アルミニウム、ガリウム、イジウムの中では
インジウムがイオン化ポテンシャルが最も低く（イオン
化ポテンシャルEi＝5.8eV）、UIn3として蒸発させる
と、ウラン単体の場合と比べて同一温度でイオン化を10
％程度に低減できる。したがって、第１図に示す実施例
では、インジウムの金属間化合物を使用した例が示され
ている。
一方、ウランとの親和性の低いアルカリ金属やアルカ
リ土類金属はイオン化ポテンシャルの低い元素が多く、
少量の共存でもウランのイオン化を抑制する効果が大き
いが、ウランと固溶体や金属間化合物を作らないので、
その様な形態でウランと共存させることには困難があ
る。しかし、電子ビームによる加熱蒸発を考えると、ウ
ランの蒸発はウランの表面近傍のみから生じるから、ウ
ランの表面に連続的にこれら元素を気体又は液体の形態
で供給することによってウランと共存させることがで
き、これによりウランのイオン化を効果的に抑制し得
る。特にセシウムはイオン化ポテンシャルが最も低い
（3.9eV）元素であり、同一温度において0.1％共存すれ
ばウラン単体の場合の１％程度にまでウランのイオン化
を抑制でき、また沸点が690℃であるためウラン加熱表
面に気体として連続的に供給することで大きなウランの
イオン化抑制効果が気体できる。セシウムの代りにルビ
ジウムを用いても同様である。なお、生成した後の蒸気
をウランの融点以上、沸点以下で且つセシウム（又はル
ビジウム）の沸点以上の温度に曝すことによって、液体
状になったウランからセシウム（又はルビジウム）を気
体状で分離して再使用できる。他方、バリウムはイオン
化ポテンシャルが5.2eVと比較的低いので、1:1の割合で
ウランと共存すれは、同一温度でウラン単体の場合の６
％程度にまでウランのイオン化を抑制できる。バリウム
は融点725℃、沸点1637℃であり、液体金属としてウラ
ン表面に供給すると比重が3.5であるためウラン（比重
は18）の表面に浮き、加熱表面ではウランに多量のバリ
ウムを共存させることができ、大きなウランのイオン化
抑制効果が期待できる。これらの金属元素はウランとは
混じり合わないので、回収後、比重差を用いて容易にウ
ランと分離して再使用することができる。
リ土類金属はイオン化ポテンシャルの低い元素が多く、
少量の共存でもウランのイオン化を抑制する効果が大き
いが、ウランと固溶体や金属間化合物を作らないので、
その様な形態でウランと共存させることには困難があ
る。しかし、電子ビームによる加熱蒸発を考えると、ウ
ランの蒸発はウランの表面近傍のみから生じるから、ウ
ランの表面に連続的にこれら元素を気体又は液体の形態
で供給することによってウランと共存させることがで
き、これによりウランのイオン化を効果的に抑制し得
る。特にセシウムはイオン化ポテンシャルが最も低い
（3.9eV）元素であり、同一温度において0.1％共存すれ
ばウラン単体の場合の１％程度にまでウランのイオン化
を抑制でき、また沸点が690℃であるためウラン加熱表
面に気体として連続的に供給することで大きなウランの
イオン化抑制効果が気体できる。セシウムの代りにルビ
ジウムを用いても同様である。なお、生成した後の蒸気
をウランの融点以上、沸点以下で且つセシウム（又はル
ビジウム）の沸点以上の温度に曝すことによって、液体
状になったウランからセシウム（又はルビジウム）を気
体状で分離して再使用できる。他方、バリウムはイオン
化ポテンシャルが5.2eVと比較的低いので、1:1の割合で
ウランと共存すれは、同一温度でウラン単体の場合の６
％程度にまでウランのイオン化を抑制できる。バリウム
は融点725℃、沸点1637℃であり、液体金属としてウラ
ン表面に供給すると比重が3.5であるためウラン（比重
は18）の表面に浮き、加熱表面ではウランに多量のバリ
ウムを共存させることができ、大きなウランのイオン化
抑制効果が期待できる。これらの金属元素はウランとは
混じり合わないので、回収後、比重差を用いて容易にウ
ランと分離して再使用することができる。
ウランと共存金属元素とが金属間化合物や固溶体を形
成している場合、加熱蒸発するときには夫々単体として
蒸発するが、回収時には冷えて再び金属間化合物や固溶
体になり、これから化学分離により、共存させた金属元
素を回収して再使用することにより廃棄物発生量を低減
し、資源の有効利用をはかることができる。
成している場合、加熱蒸発するときには夫々単体として
蒸発するが、回収時には冷えて再び金属間化合物や固溶
体になり、これから化学分離により、共存させた金属元
素を回収して再使用することにより廃棄物発生量を低減
し、資源の有効利用をはかることができる。
ウランに、それよりもイオン化ポテンシャルの低い金
属を共存させて高温に加熱すると、イオン化ポテンシャ
ルの低い共存金属元素はイオン化される。蒸気発生後、
電界をかけるとイオン化した共存金属元素を選択的に回
収することができ、後段工程での悪影響を低減すること
が可能となる。
属を共存させて高温に加熱すると、イオン化ポテンシャ
ルの低い共存金属元素はイオン化される。蒸気発生後、
電界をかけるとイオン化した共存金属元素を選択的に回
収することができ、後段工程での悪影響を低減すること
が可能となる。
なお加熱蒸発した蒸気にウラン同位体分離のためにレ
ーザ光を照射してウラン同位体を選択的にイオン化させ
る場合には、電界をかけると共存金属元素とウラン同位
体とが一緒に回収されるが、これは後に化学的に容易に
分離することができる。
ーザ光を照射してウラン同位体を選択的にイオン化させ
る場合には、電界をかけると共存金属元素とウラン同位
体とが一緒に回収されるが、これは後に化学的に容易に
分離することができる。
以下、第１図によって、本発明の一実施例を説明す
る。装置の内部は減圧され、その内部に金属間化合物で
あるUIn3を収容するルツボ１、電子銃３、イオンを回収
する電極板６、この電極板６に連なっている回収用流路
８、回収容器９、蒸着板11等が収納されている。ルツボ
１内のUIn3に電子銃３からの電子ビームを当てると、イ
ンジウムの一部が電離し、電子が発生する。このためウ
ランのイオン化が抑制される。蒸気流４中には、ウラン
イオンが抑制されて、主として中性ウラン、中性インジ
ウム及びインジウムイオンと電子が存在する。この蒸気
流にレーザ光５を照射し、ウラン同位体による吸収スペ
クトルの差によりウラン−235を選択的に励起し、イオ
ン化する。そこで電極板６に電圧を印加して、イオン
（インジウムイオンとウラン−235のイオン）を該電極
板６上に捕集する。電極板６はヒーターにより約200℃
程度に加熱されている。インジウムは融点が157℃であ
り、捕集されるウラン−235の割合は非常に小さいの
で、ウラン−235はインジウム中に溶解し、液体金属７
として電極板６の表面を流下し、回収用流路８を伝わっ
て流れ、回収容器９中にインジウム合金10として回収さ
れる。回収された合金は後に化学的ウラン−235とイン
ジウムとに分離される。イオン化しなかった残りのウラ
ン−238と中性のインジウムは蒸着板11に付着して液体
または固体となり、劣化ウラン12として回収され、後に
それからインジウムが化学的に分離される。
る。装置の内部は減圧され、その内部に金属間化合物で
あるUIn3を収容するルツボ１、電子銃３、イオンを回収
する電極板６、この電極板６に連なっている回収用流路
８、回収容器９、蒸着板11等が収納されている。ルツボ
１内のUIn3に電子銃３からの電子ビームを当てると、イ
ンジウムの一部が電離し、電子が発生する。このためウ
ランのイオン化が抑制される。蒸気流４中には、ウラン
イオンが抑制されて、主として中性ウラン、中性インジ
ウム及びインジウムイオンと電子が存在する。この蒸気
流にレーザ光５を照射し、ウラン同位体による吸収スペ
クトルの差によりウラン−235を選択的に励起し、イオ
ン化する。そこで電極板６に電圧を印加して、イオン
（インジウムイオンとウラン−235のイオン）を該電極
板６上に捕集する。電極板６はヒーターにより約200℃
程度に加熱されている。インジウムは融点が157℃であ
り、捕集されるウラン−235の割合は非常に小さいの
で、ウラン−235はインジウム中に溶解し、液体金属７
として電極板６の表面を流下し、回収用流路８を伝わっ
て流れ、回収容器９中にインジウム合金10として回収さ
れる。回収された合金は後に化学的ウラン−235とイン
ジウムとに分離される。イオン化しなかった残りのウラ
ン−238と中性のインジウムは蒸着板11に付着して液体
または固体となり、劣化ウラン12として回収され、後に
それからインジウムが化学的に分離される。
本実施例によれば中性ウラン蒸気を発生させ、ウラン
中に微量に含まれるウラン−235だけを選択的に分離す
ることができる。
中に微量に含まれるウラン−235だけを選択的に分離す
ることができる。
次に第２図により他の実施例を説明する。本実施例は
ウランと共存させる金属としてバリウムを用い、これを
液体の形でウランに連続的に供給するものである。第２
図において、ルツボ13中には金属ウラン14が入れられて
おり、その上面を液体バリウム15が覆っている。電子銃
16で電子ビーム17を発生させ、ルツボ13中の内容物の中
央部を加熱して蒸発させる。バリウムは電子ビーム加熱
による高温で熱電離し、電子濃度が高くなるのでウラン
のイオン化が抑制される。バリウムはウランよりも蒸発
し易いが蒸発すると後記の如く周囲から即座にバリウム
が供給される。ウランを効率良く蒸発させるためにはバ
リウムの層はできるだけ薄くする。発生した蒸気流18中
にレーザー光を照射し、ウラン同位体による吸収スペク
トルの差を利用して、ウラン中のウラン−235だけを選
択的にイオン化し、回収電極板19により電界をかけて、
ウラン−235のイオンとバリウムイオンを回収電極板19
で捕集する。回収電極板19はヒーター20により約1500K
に保たれており、電極板19に捕集されたウラン−235及
びバリウムは液体21の状態で回収電極板19に沿って流下
する。そして液体21は比重差分離槽27に滴下し、比重の
軽い液体バリウム29と比重の重い液体ウラン30に分離さ
れる。比重差分離槽27はヒーター31により約1500Kに保
持され、液体バリウム29はオーバーフローしてルツボ13
に戻る。一方、液体ウラン30は次の槽に連結管の下部を
通して移り、貯槽28に濃縮ウラン32として貯留される。
ウランと共存させる金属としてバリウムを用い、これを
液体の形でウランに連続的に供給するものである。第２
図において、ルツボ13中には金属ウラン14が入れられて
おり、その上面を液体バリウム15が覆っている。電子銃
16で電子ビーム17を発生させ、ルツボ13中の内容物の中
央部を加熱して蒸発させる。バリウムは電子ビーム加熱
による高温で熱電離し、電子濃度が高くなるのでウラン
のイオン化が抑制される。バリウムはウランよりも蒸発
し易いが蒸発すると後記の如く周囲から即座にバリウム
が供給される。ウランを効率良く蒸発させるためにはバ
リウムの層はできるだけ薄くする。発生した蒸気流18中
にレーザー光を照射し、ウラン同位体による吸収スペク
トルの差を利用して、ウラン中のウラン−235だけを選
択的にイオン化し、回収電極板19により電界をかけて、
ウラン−235のイオンとバリウムイオンを回収電極板19
で捕集する。回収電極板19はヒーター20により約1500K
に保たれており、電極板19に捕集されたウラン−235及
びバリウムは液体21の状態で回収電極板19に沿って流下
する。そして液体21は比重差分離槽27に滴下し、比重の
軽い液体バリウム29と比重の重い液体ウラン30に分離さ
れる。比重差分離槽27はヒーター31により約1500Kに保
持され、液体バリウム29はオーバーフローしてルツボ13
に戻る。一方、液体ウラン30は次の槽に連結管の下部を
通して移り、貯槽28に濃縮ウラン32として貯留される。
一方、イオン化しなかったウラン−238とバリウムの
蒸気は蒸着板22に捕集される。蒸着板22は、ヒーター23
により約1000Kに保持されており、ウランは固体24とし
て付着し、バリウムは液体25として蒸着板22に沿って流
れ、同じく約1000Kに保たれている還流壁26を伝わって
ルツボ13に還流される。
蒸気は蒸着板22に捕集される。蒸着板22は、ヒーター23
により約1000Kに保持されており、ウランは固体24とし
て付着し、バリウムは液体25として蒸着板22に沿って流
れ、同じく約1000Kに保たれている還流壁26を伝わって
ルツボ13に還流される。
本実施例によると、ウランのイオン化抑制のために共
存金属として用いられたバリウムを容易にウランから分
離して有効に再びルツボ内のウラン表面に供給できる利
点がある。なお、バリウムの代りにストロンチウムを用
いてもよい。
存金属として用いられたバリウムを容易にウランから分
離して有効に再びルツボ内のウラン表面に供給できる利
点がある。なお、バリウムの代りにストロンチウムを用
いてもよい。
［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば金属を加熱蒸発
させて金属蒸気を発生させる際に、目的金属よりもイオ
ン化ポテンシャルの低い他の金属を目的金属と共存させ
るので、目的金属が高温に加熱されても、共存金属が熱
電離を起こし、その結果、電子が供給されて目的金属の
イオン化が防止される。したがって、本発明によると、
中性の目的金属蒸気を高密度で発生させることができ
る。また、共存金属のイオンは電界をかけることによっ
て容易に除去・回収できる。また、共存させた金属と目
的金属が一緒に回収されても、それらは化学的性質も物
理的性質も相違するので、目的金属と該共存させた金属
との分離を化学的に又は物理的手段で容易に行うことが
できる。
させて金属蒸気を発生させる際に、目的金属よりもイオ
ン化ポテンシャルの低い他の金属を目的金属と共存させ
るので、目的金属が高温に加熱されても、共存金属が熱
電離を起こし、その結果、電子が供給されて目的金属の
イオン化が防止される。したがって、本発明によると、
中性の目的金属蒸気を高密度で発生させることができ
る。また、共存金属のイオンは電界をかけることによっ
て容易に除去・回収できる。また、共存させた金属と目
的金属が一緒に回収されても、それらは化学的性質も物
理的性質も相違するので、目的金属と該共存させた金属
との分離を化学的に又は物理的手段で容易に行うことが
できる。
第１図は本発明の第１実施例の、また第２図は第２実施
例の模式説明図である。 １……ルツボ、２……金属間化合物 ３……電子銃、４……蒸気流 ５……レーザ光、６……電極板 ９……回収容器、11……蒸着板 13……ルツボ、14……金属ウラン 15,25,29……液体バリウム 19……回収電極、23……蒸着板 27……比重差分離槽
例の模式説明図である。 １……ルツボ、２……金属間化合物 ３……電子銃、４……蒸気流 ５……レーザ光、６……電極板 ９……回収容器、11……蒸着板 13……ルツボ、14……金属ウラン 15,25,29……液体バリウム 19……回収電極、23……蒸着板 27……比重差分離槽
Claims (12)
- 【請求項１】金属を高温に加熱して金属蒸気を発生させ
る方法において、目的金属よりもイオン化ポテンシャル
の低い他の金属を共存させて高温に加熱することを特徴
とする金属蒸気の生成方法。 - 【請求項２】請求項１記載の金属蒸気の生成方法におい
て、蒸気として発生させる目的金属がウランであり、共
存させる他の金属がリチウム、カリウム、ルビジウム、
セシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウム、アル
ミニウム、ガリウム、インジウム、ランタン、サマリウ
ム、ユーロピウム、エルビウム、ツリウム、プルトニウ
ム、アメリシウムのうちの一種または複数種であること
を特徴とする金属蒸気の生成方法。 - 【請求項３】請求項１記載の金属蒸気の生成方法におい
て、目的金属と該目的金属よりもイオン化ポテンシャル
の低い他の金属との金属間化合物を高温に加熱すること
を特徴とする金属蒸気の生成方法。 - 【請求項４】請求項３記載の金属蒸気の生成方法におい
て、金属間化合物がウランと、アルミニウム、ガリウム
またはインジウムとの金属間化合物である金属蒸気の生
成方法。 - 【請求項５】請求項１記載の金属蒸気の生成方法におい
て、目的金属がウランであり、共存させる金属がセシウ
ムまたはルビジウムであり、加熱されているウランの表
面にセシウムまたはルビジウムを気体の形で供給するこ
とを特徴とする金属蒸気の生成方法。 - 【請求項６】請求項１記載の金属蒸気の生成方法におい
て、目的金属がウランであり、共存させる金属がストロ
ンチウムまたはバリウムであり、加熱されているウラン
の表面にストロンチウム又はバリウムを液体の形で供給
することを特徴とする金属蒸気の生成方法。 - 【請求項７】請求項１〜６のいずれかの項に記載の金属
蒸気の生成方法において、生成した蒸気に電界をかけて
イオンを除去することを特徴とする金属蒸気の生成方
法。 - 【請求項８】請求項１〜７のいずれかの項に記載の金属
蒸気の生成方法において、生成した蒸気を再び液体また
は固体として回収した後に、目的金属に共存させた他の
金属を目的金属から化学的に分離することを特徴とする
金属蒸気の生成方法。 - 【請求項９】請求項５記載の金属蒸気の生成方法におい
て、生成した蒸気をウランの融点以上、沸点以下で且つ
セシウム又はルビジウムの沸点以上の温度に曝すことに
より、物理的にウランとセシウムまたはルビジウムとを
分離することを特徴とする金属蒸気の生成方法。 - 【請求項１０】請求項６記載の金属蒸気の生成方法にお
いて、生成した蒸気を液体状で回収した後に液体状態で
静置してウランとストロンチウムまたはバリウムとを物
理的に比重差分離することを特徴とする金属蒸気の生成
方法。 - 【請求項１１】金属を高温に加熱して金属蒸気を発生さ
せる装置であって、目的金属と該目的金属よりもイオン
化ポテンシャルの低い他の金属との金属間化合物を収容
したルツボ、該ルツボ内の上記金属間化合物を加熱蒸発
させるための加熱手段、該ルツボから蒸発した金属蒸気
流からイオン化した金属を捕集する捕集板、該捕集板上
に捕集された金属を回収する手段、からなる金属蒸気の
生成装置。 - 【請求項１２】金属を高温に加熱して金属蒸気を発生さ
せる装置であって、目的金属を収容したルツボ、該ルツ
ボ内の上記目的金属の表面に該目的金属よりもイオン化
ポテンシャルが低く且つ比重が軽い他の金属を液体状態
で供給するための供給流路、上記ルツボ内のこれら金属
を加熱蒸発させるための加熱手段、該ルツボから蒸発し
た金属蒸気流からイオン化した金属を液体状態にて捕集
する捕集板、該捕集板に捕集された液体状態の金属を受
け入れ上記目的金属の液と上記他の金属の液とを比重差
で上下に分離し、後者を上記供給路へオーバーフローさ
せる比重差分離槽、からなる金属蒸気の生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19461389A JP2672152B2 (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 金属蒸気の生成方法と装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19461389A JP2672152B2 (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 金属蒸気の生成方法と装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0360721A JPH0360721A (ja) | 1991-03-15 |
| JP2672152B2 true JP2672152B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=16327452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19461389A Expired - Fee Related JP2672152B2 (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 金属蒸気の生成方法と装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2672152B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03628A (ja) * | 1990-03-30 | 1991-01-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 薬剤包装機 |
-
1989
- 1989-07-27 JP JP19461389A patent/JP2672152B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0360721A (ja) | 1991-03-15 |
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