JPH01115442A - 金属原子の同位体分離用電極 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はレーザー法による金属原子の同位体分離用電極
に関する。

（従来の技術） レーザー法を使用する金属原子同位体の分離濃縮技術は
、従来のガス拡散法、ノズル法、化学交換法、遠心１分
離法等に比較すると分離効率が非常に大きく、カスケー
ドを組む必要がないと言われている。このレーザー法に
よる金属原子同位体の分離濃縮方法には、金属原子を用
いた原子法と、金属原子化合物を用いた分子法が知られ
ている。

ここに原子法を用いたレーザー法による金属原子同位体
の分離濃縮装置の一例は、第４図に示すように、全体を
包囲した枠で示す容器１５内に配設されたフィラメント
１から発射された電子ビーム２が、偏向磁場３により曲
げられて、金属溶解用るつぼ４に収容された金ｙ！Ａ原
子５に照射される。

るつぼ４には冷却水通水用の通水孔２０が設けられてい
る。電子ビーム２によって？１ｉｌｌを受けた金属原子
５は、高温に加熱されて蒸発し、原子ビーム６となって
上方へ進行していく。この原子ビーム６は、その中に一
方の同位体原子７および他方の同位体原子８が混合され
た状態になっている。そこでこの原子ビーム６に、他方
の同位体原子８の吸収線に相当する振動数の選択励起レ
ーザ光９を照射すると、この選択励起レーザ光９によっ
て、分離しようとする他方の同位体原子８だけが励起さ
れる。

次にこの励起した同位体原子をイオン化するための電離
レーザ光１０が照射され、これら２種のレーザ光９，１
０によって、原子ビーム６の中では他方の同位体原子８
が［１され、プラスイオン１１に変化する。

そこでこのプラスイオン１１を含む原子ビーム６に、接
地電極１２と陰電極１３を配置して電界をかけると、電
離されているプラスイオン１１のみが静電的に陰電極１
３に引寄せら九、最終的には陰電極１３の表面に吸着さ
れる。これに対し電離されていない一方の同位体原子７
は、この電界の影響を受けないので直進し、中性原子捕
集プレート１４に収集回収される。

ニーに接地電極１２と陰電極１３を含む部分の詳細は、
第５図に示すように、接地電極１２と陰電極１３はそれ
ぞれ平板状に形成されたちの数枚が交互に配置されてお
り、陰電極１３には、下縁に一端（第５図では左手前）
にむけて下り勾配が付された樋２０がそれぞれ固着され
、またこれらの樋２０からの流下物を共通に受ける樋２
１が設置されて、陰電極１３に吸着され滴下したプラス
イオン１１を収集するようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したような金ｒｉｔｅ子同位体の分Ｍ濃縮装置を効
率的に運転するためには、陰電極１３にはプラスイオン
１１のみがすべて吸着され、その他の吸着物は無いこと
が望ましい。しかしながら原子ビーム６の中には一方の
同位体原子７も多数含まれ、この同位体原子７はイオン
化されていないにもがかわらず、流動中に陰電極１３に
諸接触すると付着して滴下し、プラスイオン１１ととも
に樋２１（こ流入するので、このためプラスイオン１１
の分離効率が低下するという問題点があった。

本発明の目的は、イオン化された同位体原子を効率よく
回収することができる金属原子の同位体分離用電極を提
供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明においては、金属原子を加熱して発生させた蒸気
流に、レーザー光を照射して選択的にイオン化させた金
属原子の同位体原子を含む原子ビームを通過させ、イオ
ン化させた同位体原子を静電的に吸引付着させる複数の
電極が、それぞれ異極性の電極を間に挟んで交互に配列
されてなる金属°原子の同位体分離用電極において、上
記した画電極に貫通窓を設けた。

（作　用） 配列された電極間に進行してきたイオン化された同位体
原子は、イオン電荷と逆極性の電極に静電的吸引力によ
って吸着される。しかしながらイオン化されていない同
位体原子は、電極には多数の貫通窓があるのでこれら電
極に遭遇する機会がはるかに減り、電極に接触付着する
量も低減される。したがって捕集すべきイオン化された
同位体原子への混入量も減少するので、イオン化された
同位体原子の捕集効率は上昇する。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１乃至第３図を参照して説明
する。

第２図は本実施例の陰電極の一つを取出して示す斜視図
であり、第２図において陰電極１３は、複数本（同図で
は６本）の丸棒状の導電体１３ａがほぼ等間隔で垂直に
配列されている。各導電体１３ａは上端部が同じく棒状
の導電体１３ｂに固着され、下端部は＠２０の内底のほ
ぼ中心線上に固定されている。すなわち陰電極１３は電
極実体に比して大きな貫通空間（窓）　１６があり、あ
たかも粗いすだれ状に形成されている。

この陰電極１３は、第１図にその要部を示すように、接
地電極１２と一定間隔を保って交互に配置される。接地
電極１２は平板状の導電体で、はぼ陰電極１３の貫通空
間１６に対面する部分を切り欠いて、窓１７が設けられ
ている。なお陰電極１３が配設された＠２０は、第１図
の左手前側に向かってわずかな下り勾配となるように設
置されている。この下り勾配の低端部の下側には、樋２
１が設けられている。

接地電極１２はそれぞれ接地電位に接続され、陰電極１
３はそれぞれ負電位に接続され陰極とされている。（い
づれも図示省略） 次にこれの作用について述べる。

蒸発させて上昇蒸気流となった金属の一方の同位体原子
７と、イオン化された他方の同位体原子のプラスイオン
１１が混合した原子ビームが、配列された接地電極１２
と陰電極１３の間を下方から上方へ通過して行く。この
際正電荷をもつプラスイオン１１は、負電位とされた陰
電極１３のたとえば導電体１３ａに静電力によって吸引
され、第３図に示すようにそれらの表面に付着する。こ
のように陰電極１３に付着して電荷を失った他方の同位
体原子は、付着量が増加するに従って導電体１３ａの表
面を流下し、樋２０内を流れたのちさらに樋２１に集め
られて回収され、これによって他方の同位体原子の分離
目的が達成される。

同時に原子ビームの中に混在している一方の同位体〃ス
子７は、接地電極１２と陰電極１３の間を通過し、さら
に上方に配置された中性原子捕集プレート（図示省略）
に達して回収されるが、この間接地電極１２と防電ｐｉ
１３の間を漂遊中に、その一部はこれらの電極に衝突し
て付着し、中性原子捕集プレートによって回収されなく
なる。このうち特に陰電極１３に付着したものは、他方
の同位体原子に混入してこれと区別できなくなるため、
他方の同位体原子の分離効率の低下を招く。

しかしながら本実施例によれば、陰電極１３と接地電極
１２は大きな貫通空間１６および窓１７が設けられてお
り、ともにそれらの空間展開スペースに比して表面積が
小さくされているので、電荷を有しない一方の同位体原
子７が漂遊中に、これらの電極に衝突する機会は極めて
少なく、大部分は中性原子捕集プレートに到達する。し
たがって一方の同位体原子７の１分離回収された他方の
同位体原子への混入率は、極微とすることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、イオン化された同位体原子を能率よく
回収することが可能となり、レーザー法による金属原子
同位体の分離濃縮装置の効率を向上することができる６

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は第１
図の陰電極の一つを取出して示す斜視図、第３図は第１
図の作用を説明するための斜視図。 第４図はレーザー法による金属原子の同位体分離装置の
一例を概略的に示す模式図、第５図は第４図の要部を取
出し拡大して示す斜視図である。 ５・・・金属原子　　　　　６・・・原子ビーム７．８
・・・同位体原子 ９・・・選択励起レーザ光　１０・・・電離レーザ光１
１・・・プラスイオン　　　１２・・・接地電極１３・
・・陰電極　　　　　　１３ａ、１３ｂ・・・導電体１
６・・・貫通空間　　　　　１７・・・窓代理人　弁理
士　則　近　憲　佑 同　　　　第子丸　　　健 第１図 第２図 第３図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属原子を加熱して発生させた蒸気流にレーザー光
   を照射して選択的にイオン化させた前記金属原子の同位
   体原子を含む原子ビームを通過させ前記イオン化させた
   同位体原子を静電的に吸引付着させる複数の電極がそれ
   ぞれ異極性の電極を間に挟んで交互に配列されてなる金
   属原子の同位体分離用電極において、前記両電極に貫通
   窓を設けたことを特徴とする金属原子の同位体分離用電
   極。 ２、前記イオン化させた同位体原子を静電的に吸引付着
   させる前記電極はそれぞれ複数の棒状電極が間隔を有し
   て配列されてなる特許請求の範囲第１項記載の金属原子
   の同位体分離用電極。