JPH01111427A - 同位体分離装置 - Google Patents
同位体分離装置Info
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- JPH01111427A JPH01111427A JP26639287A JP26639287A JPH01111427A JP H01111427 A JPH01111427 A JP H01111427A JP 26639287 A JP26639287 A JP 26639287A JP 26639287 A JP26639287 A JP 26639287A JP H01111427 A JPH01111427 A JP H01111427A
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- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- JFALSRSLKYAFGM-OIOBTWANSA-N uranium-235 Chemical group [235U] JFALSRSLKYAFGM-OIOBTWANSA-N 0.000 claims abstract description 14
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Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はウラン濃縮装置に係り、特に、ウラン２３５原
子核の磁気二重極能率を利用してウラン２３８原子を効
率よく分離するのに好、適な同位体分離装置に関する。
子核の磁気二重極能率を利用してウラン２３８原子を効
率よく分離するのに好、適な同位体分離装置に関する。
（従来の技術〕
従来、同位体原子の電子の励起準位の違いを利用して、
分離する同位体原子を選択的に励起して原子の全角運動
量を変えることにより、原子の磁気二重極能率を変化さ
せ、不均一磁場を印加することによりこれを分離すると
いう提案についてはソビエト、フィジックス、テクニカ
ル、フィジックス２５ （４） （１９８０年）第５
１７頁から第５１９頁（ＳＯＶ、 Ｐｈｙｓ Ｔｅｃｈ
、Ｐｈｙｓ、２５（４）（１９８０） ＰＰ５１７−５
１９）で論じられている。
分離する同位体原子を選択的に励起して原子の全角運動
量を変えることにより、原子の磁気二重極能率を変化さ
せ、不均一磁場を印加することによりこれを分離すると
いう提案についてはソビエト、フィジックス、テクニカ
ル、フィジックス２５ （４） （１９８０年）第５
１７頁から第５１９頁（ＳＯＶ、 Ｐｈｙｓ Ｔｅｃｈ
、Ｐｈｙｓ、２５（４）（１９８０） ＰＰ５１７−５
１９）で論じられている。
従来、ウランの同位体分離に用いられてきた遠心分離法
は、ウラン２３５とウラン２３８の原子質量の差を利用
するものであるが、この差は１．３％と小さく、また、
分離効率の上限がドラムの回転数や機械強度で決まって
しまい、現在はぼその上限値に達しているため、今後コ
ストの引き下げが難かしい。
は、ウラン２３５とウラン２３８の原子質量の差を利用
するものであるが、この差は１．３％と小さく、また、
分離効率の上限がドラムの回転数や機械強度で決まって
しまい、現在はぼその上限値に達しているため、今後コ
ストの引き下げが難かしい。
また、現在、技術開発が進められているレー゛ザ選択電
離法はウラン２３５原子とウラン２３８原子の電子のエ
ネルギ準位の違いを利用するものであるが、両者のエネ
ルギ準位の差は１人程度と小さく、選択電離が難しい。
離法はウラン２３５原子とウラン２３８原子の電子のエ
ネルギ準位の違いを利用するものであるが、両者のエネ
ルギ準位の差は１人程度と小さく、選択電離が難しい。
また、本発明に最も近い公知例として挙げた選択励起に
よって原子の全角運動量を変えて磁気二重極能率の違い
を作り、不均一磁場によってこれを分離するという方法
は、ウランのような質量数の大きい原子に対しては、電
子の励起準位が密であるため、レーザ選択電離法と同様
、選択励起の技術確立が困難であると予想される。
よって原子の全角運動量を変えて磁気二重極能率の違い
を作り、不均一磁場によってこれを分離するという方法
は、ウランのような質量数の大きい原子に対しては、電
子の励起準位が密であるため、レーザ選択電離法と同様
、選択励起の技術確立が困難であると予想される。
本発明の目的は、従来技術の問題点を回避し、新しい同
位体分離技術を確立することにある。
位体分離技術を確立することにある。
上記目的は、ウラン２３５原子とウラン２３８原子の磁
気二重極能率の違いに着目し、両者が混合した中性原子
ビームに不均一磁場を印加することにより磁気二重極能
率をもつウラン２３５原子核に選択的な力を及ぼすこと
を利用して同位体分離を行なうことにより達成される。
気二重極能率の違いに着目し、両者が混合した中性原子
ビームに不均一磁場を印加することにより磁気二重極能
率をもつウラン２３５原子核に選択的な力を及ぼすこと
を利用して同位体分離を行なうことにより達成される。
天然ウランの中性原子ビームを作り、ビームの進む方向
（ｙ軸方向とする）に対して垂直な方向（Ｘ軸方向）に
成分をもつ磁場領域に入射する。
（ｙ軸方向とする）に対して垂直な方向（Ｘ軸方向）に
成分をもつ磁場領域に入射する。
磁場はこの二方向に直角な方向（Ｚ軸方向）に強度の勾
配をもたせておく。磁場Ｂ中におかれた磁気二重極子μ
はＢ／μになるように向きを変え、また、ｆ＝（μ・Ｂ
）の力を受ける。今、この磁場領域に入射したウラン２
３５原子は、原子核に磁場二重極能率μＵ２３Ｂをもっ
ているため、磁場方向（ｙ軸方向）にμυ２３６の向き
をそろえ、２方向の力 を受ける。この力によってウラン２３５原子を偏向させ
、ウラン２３８原子と分離させる。
配をもたせておく。磁場Ｂ中におかれた磁気二重極子μ
はＢ／μになるように向きを変え、また、ｆ＝（μ・Ｂ
）の力を受ける。今、この磁場領域に入射したウラン２
３５原子は、原子核に磁場二重極能率μＵ２３Ｂをもっ
ているため、磁場方向（ｙ軸方向）にμυ２３６の向き
をそろえ、２方向の力 を受ける。この力によってウラン２３５原子を偏向させ
、ウラン２３８原子と分離させる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。中性
原子ビーム発生袋［ＡからＸ方向に向けて天然ウランの
中性原子ビームを射出する。ビームの軌道上には、Ｘ方
向に成分をもち、Ｚ方向に強度の勾配をもつような磁場
が印加される。このような磁場は、Ｄのようなナイフェ
ツジ状のポールピースをもつ磁石によって生成される。
原子ビーム発生袋［ＡからＸ方向に向けて天然ウランの
中性原子ビームを射出する。ビームの軌道上には、Ｘ方
向に成分をもち、Ｚ方向に強度の勾配をもつような磁場
が印加される。このような磁場は、Ｄのようなナイフェ
ツジ状のポールピースをもつ磁石によって生成される。
ビーム中のウラン２３５原子の原子核のもつ磁気二重極
能率の大きさμｕ２８６は０．３５μＮであり。
能率の大きさμｕ２８６は０．３５μＮであり。
ここでμＮは５．０５ Ｘ １０−” （Ｊ／Ｔ）の大
きのＺ方向の力を受け、軌道が偏向する。軌道方向の磁
場領域の長さをＱ、ビーム中の中性原子の速度をＶ、ウ
ラン２３５原子の質量をｍυ２３１５とすると、この磁
場領域を通過した後のウラン２３５原子の軌道のずれΔ
Ｚは以下の式で計算できる。
きのＺ方向の力を受け、軌道が偏向する。軌道方向の磁
場領域の長さをＱ、ビーム中の中性原子の速度をＶ、ウ
ラン２３５原子の質量をｍυ２３１５とすると、この磁
場領域を通過した後のウラン２３５原子の軌道のずれΔ
Ｚは以下の式で計算できる。
−例として、右辺のパラメータを
ａ＝１０（ｍ）
ｖ＝５００’（ｍ／ｓ）
とすると、ΔＺ＝０．０１ （ｍ）となり、ビームの発
散によって起こる混入を考慮してもある程度の分離が可
能となる。また、このパラメータを達成することは容易
である。さらに、軌道のずれを大きくするためには、ビ
ーム中の原子速度を遅くすることが必要であるが、これ
はレーザによる中性原子減速法によって達成できる。第
１図に示すように、中性原子減速用レーザＢからレーザ
光を射出し、ミラーＣで反射させて中性原子ビームに照
射する。中性原子はレーザの輻射圧によって減速される
。最近の実験によると、１０００ｍ／ｓの速度をもつナ
トリウム原子線をこの方法によって事実上停止させるこ
とができるようにまでなっている（サイエンス日本語板
１９８７年５月号頁３０〜頁３８）。
散によって起こる混入を考慮してもある程度の分離が可
能となる。また、このパラメータを達成することは容易
である。さらに、軌道のずれを大きくするためには、ビ
ーム中の原子速度を遅くすることが必要であるが、これ
はレーザによる中性原子減速法によって達成できる。第
１図に示すように、中性原子減速用レーザＢからレーザ
光を射出し、ミラーＣで反射させて中性原子ビームに照
射する。中性原子はレーザの輻射圧によって減速される
。最近の実験によると、１０００ｍ／ｓの速度をもつナ
トリウム原子線をこの方法によって事実上停止させるこ
とができるようにまでなっている（サイエンス日本語板
１９８７年５月号頁３０〜頁３８）。
この方法によってウランの中性原子の速度ＶがＬｏｏｍ
／ｓまで減速されたとすると、上記の磁場条件下でΔＺ
＝０．２３［ｍ］になり、十分な分離が行なえるように
なる。
／ｓまで減速されたとすると、上記の磁場条件下でΔＺ
＝０．２３［ｍ］になり、十分な分離が行なえるように
なる。
第１図で示したＤのようなナイフェツジ状のポ−ルピー
スでは磁場勾配は、主に磁場と直角な方向、即ち、ｖＩ
ＢＩ、１Ｂのようにできるが、磁場勾配が磁場と平行な
方向、即ち、ｌ Ｂ ｌ ７Ｂのような配位でも同様に
分離が可能である。今、ビームの進む方向をｙ軸方向、
磁場の方向をＸ軸方向、勾配をＸ軸方向にとると、磁気
二重極子μυａｓｓの受ける力ｆは、 ｘ となり、Ｘ方向に分離するようになる。しかし、一般に
は、ＩＢＩ／Ｂの場合、ｖＩＢＩを大きくとることが難
かしいため１本発明に適用する磁場勾配はｖＩＢＩより
の方が優れている。また、両者が合成されたような配位
で分離を行なうこともできる。第２図は本発明に用いる
不均一磁場発生用磁石の正面図である。
スでは磁場勾配は、主に磁場と直角な方向、即ち、ｖＩ
ＢＩ、１Ｂのようにできるが、磁場勾配が磁場と平行な
方向、即ち、ｌ Ｂ ｌ ７Ｂのような配位でも同様に
分離が可能である。今、ビームの進む方向をｙ軸方向、
磁場の方向をＸ軸方向、勾配をＸ軸方向にとると、磁気
二重極子μυａｓｓの受ける力ｆは、 ｘ となり、Ｘ方向に分離するようになる。しかし、一般に
は、ＩＢＩ／Ｂの場合、ｖＩＢＩを大きくとることが難
かしいため１本発明に適用する磁場勾配はｖＩＢＩより
の方が優れている。また、両者が合成されたような配位
で分離を行なうこともできる。第２図は本発明に用いる
不均一磁場発生用磁石の正面図である。
（発明の効果）
本発明によれば、遠心分離、レーザによる選択電離等の
従来技術とは本質的に異なる方法により。
従来技術とは本質的に異なる方法により。
高い分離能力をもつ同位体分離装置が実現できる。
第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は本発明に
用いる不均一磁場発生用磁石の正面図である。 Ａ・・・ウラン中性原子ビーム発生装置、Ｂ・・・中性
原子減速用レーザ、Ｃ・・・ミラー、Ｄ・・・不均一磁
場発生用磁石、ΔＺ・・・ウラン２３５原子ビームとウ
ラン２３８原子ビームの軌道のずれ。
用いる不均一磁場発生用磁石の正面図である。 Ａ・・・ウラン中性原子ビーム発生装置、Ｂ・・・中性
原子減速用レーザ、Ｃ・・・ミラー、Ｄ・・・不均一磁
場発生用磁石、ΔＺ・・・ウラン２３５原子ビームとウ
ラン２３８原子ビームの軌道のずれ。
Claims (1)
- １、ウランの中性原子ビームを作る中性原子ビーム発生
装置、発生した前記中性原子ビームを通す内部が真空に
保たれたビームダクトを用い、前記中性原子ビームの進
む方向に直角な方向に強度の勾配をもつ磁場を前記中性
原子ビームに印加し、ウラン２３５原子核とウラン２３
８原子核を磁気能率の大きさの違いを利用して分離する
ことを特徴とする同位体分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26639287A JPH01111427A (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 同位体分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26639287A JPH01111427A (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 同位体分離装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01111427A true JPH01111427A (ja) | 1989-04-28 |
Family
ID=17430297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26639287A Pending JPH01111427A (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 同位体分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01111427A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180320952A1 (en) * | 2014-01-07 | 2018-11-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Refrigerator, door assembly therefor, and method for producing door assembly |
-
1987
- 1987-10-23 JP JP26639287A patent/JPH01111427A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180320952A1 (en) * | 2014-01-07 | 2018-11-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Refrigerator, door assembly therefor, and method for producing door assembly |
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