JPH0316621A - ハイブリッドアイソトープ分離法 - Google Patents
ハイブリッドアイソトープ分離法Info
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- JPH0316621A JPH0316621A JP2060152A JP6015290A JPH0316621A JP H0316621 A JPH0316621 A JP H0316621A JP 2060152 A JP2060152 A JP 2060152A JP 6015290 A JP6015290 A JP 6015290A JP H0316621 A JPH0316621 A JP H0316621A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01D59/00—Separation of different isotopes of the same chemical element
- B01D59/50—Separation involving two or more processes covered by different groups selected from groups B01D59/02, B01D59/10, B01D59/20, B01D59/22, B01D59/28, B01D59/34, B01D59/36, B01D59/38, B01D59/44
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S422/903—Radioactive material apparatus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S494/00—Imperforate bowl: centrifugal separators
- Y10S494/90—Imperforate bowl: centrifugal separators involving mixture containing one or more gases
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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】
先災上旦旦且豆１
本発明は、原子又は分子ガス混合物に、そのガス中の特
定のアイソトープの光化学反応を誘起するように該特定
のアイソトープの吸収特性に対応する波長又は周波数の
放射線を照射するための、例えば遠心分離反応器のよう
な回転チャンバーを介して原子又は分子ガス混合物から
アイソトープを分離する技術に関する． え東曵扶薯 高揮発性ガスをかなりの高速度で回転（スピン）させる
ことによってアイソトープを分離する技法は、周知であ
る。そのような分離法は、ガス遠心分離法として知られ
ている．典型的な遠心分離反応器においては、ガス組或
物又はガス混合物を円筒形ロータ内で非常な高速度で回
転させ、遠心作用によって比較的重いアイソトープを含
有したガス粒子をロー夕の内壁面へ押しやる。詳述すれ
ば、真空ボンブが使用されなくとも、ロータの回転によ
りガスをロータの内壁面へと半径方向外方へ押しやり、
円筒形ロータの中心部分を真空又は真空に近い状態にす
る．ガス粒子は、ロータの周囲内壁面のところに集中す
る．例えばロータの頂部キャップ及び底部キャップのと
ころに生じる温度差と相俟ってロー夕の周囲内壁面のと
ころに周知の態様でガスの上下軸線方向の運動を生じさ
せる働きをする底部スクープ（イオンすくい取り器）を
ロータ内に設けることによって、ガスに弱い上下方向の
循環を生じさせる。所望のガス粒子をすくい取るために
頂部スクープも設けられる．この種の遠心分離反応器は
、斯界において周知である。そのような反応器の代表的
なものは、「サイエンティフィック・アメリカン」第２
３９巻、Ｎｏ．２、１９７８年８月刊に掲載されている
ドナルド・オランダ−氏の「ガス遠心分離法」と題する
論文に記載されている．オランダ−氏の論文に記載され
た反応器は、１つの特定のアイソトープの、他のアイソ
トープに対する相対的濃度を増大させることによって該
特定のアイソトープを濃縮（冨化）するのに特に有用で
ある．このような反応器の使用は、非常に経済的であり
、大きな分離率及び満足な産出量が得られる。しかしな
がら、典型的な遠心分離反応器に設けられるスク一プは
、一定限のサイズのものであり、従って、濃縮（富化）
されるいろいろなアイソトープの分布体中から単一のア
イソトープをすくい取る（スクーブする）ことは、通常
はできない．従って、従来使用されている遠心分離反応
器は、経済的ではあるが、幾つかのアイソトープのうち
のｌつだけを回収することが必要とされるような用途に
は有用ではない． アイソトープ分離のためのもう１つの周知の技法は、光
化学式分離法である．光化学式アイソトープ分離法の例
は、米国特許第２．７ １ ３，０ ２ ５号、３，６
７３，４０６号、３，９８３，０１９号、３，９９ ６
， １ ２ ０号及び４，０９６，０４６号にみられる
．これらの先行特許は、アイソトープ分離を行うために
ガス流を照射するための何らかの型式のランプを使用す
る光化学式アイソトープ分離法に用いるためのいろいろ
な装置及び方法を開示している．光化学式アイソトープ
分離法は、特定の放射源からの光子により１つのアイソ
トープだけを励起させるような用途に有用であることが
知られている。このような分離法に使用される装置は、
濃縮されるいろいろなアイソトープの分布体中の他のア
イソトープの組成を実質的に変えることなく、アイソト
ープの分布体から単一のアイソトープを取り出すのに有
用である。しかし、そのような光化学式アイソトープ分
離法の１つの欠点は、濃縮された物質が光子のための進
入窓に堆積するのを防止するための手段が設けられてい
ない限り、濃縮されたアイソトープを含む堆積物により
光子のための進入窓が曇ってしまうことである．放射線
源としてランプが使用される場合も、光化学式アイソト
ープ分離工程中ランプの外囲器が化学物質に接触すると
、やはりランプの外囲器が曇ってしまう．ランプの外囲
器又は光子進入窓が曇ってしまうと、反応器を停止させ
るか、あるいは、ランプの外囲器又は光子進入窓を清掃
するために何らかのスクレーバ（掻取り器）を作動させ
なければならない． が しよ とする一題 濃縮されるいろいろなアイソトープの分布体から単一の
アイソトープを取出す必要性は、いろいろな技術分野に
おいて存在する．更に、放射線の放射を妨害する濃縮さ
れた物質の堆積を装置内のどこにも生じさせることなく
、濃縮されるいろいろなアイソトープの分布体から単一
のアイソトープを取り出すのに使用することができる光
化学式アイソトープ分離方法及び装置を提供することは
極めて望ましい．本発明は、この課題を解決することを
企図したものである． ・ ′ るため 本発明は、上記課題を解決するために、特定のアイソト
ープの所望の濃縮（富化）を選択的に達成する方法であ
って、 （ａ）分離すべき前記特定のアイソトープとスキャベン
ジャーを包含した原子又は分子ガス混合物を回転自在の
チャンバー内へ導入し、 （ｂ）該チャンバー及びその中の原子又は分子ガス混合
物を回転させ、 （ｃ）該回転する原子又は分子ガス混合物に、その中の
前記特定のアイソトープの吸収特性に対応する波長又は
周波数の放射線を照射し、それによって該特定のアイソ
トープとスキャベンジャーとの間の化学反応を誘起させ
て、スキャベンジャー化合物を生成させ、 （ｄｌ該スキャベンジャー化合物をを前記照射された回
転するガス混合物から収集することから成る方法を提供
する． 本発明は、又、特定のアイソトープの所望の濃縮を選択
的に達成するための光化学式アイソトープ分離機であっ
て、 長手軸線の周りに回転自在のチャンバーと、該チャンバ
ーに連結されており、該チャンバーをその長手軸線の周
りに回転させるための回転手段と、 該チャンバー内へ原子又は分子ガスを導入するために該
チャンバーに設けられたガス導入手段と、 該チャンバー内に設けられており、前記回転するガスに
、そのガス中の特定のアイソトープの吸収特性に対応す
る波長又は周波数の放射線を照射するための放射手段と
、 前記チャンバー内に設けられた、特定のアイソトープを
収集するための収集手段とから成る光化学式アイソトー
プ分離機を提供する． ここでいう、ｒスキャベンジャー」とは、原子又は分子
ガス混合物中の特定のアイソトープが励起状態とされた
ときその特定のアイソトープと反応し、該特定のアイソ
トープを含むスキャベンジャー化合物を生成する化学種
のことをいう．本発明において生成されるスキャベンジ
ャー化合物は、原子又は分子ガス混合物から容易に分離
することができる．なぜなら、（ａ）生成されるスキャ
ベンジャーは、反応器即ちチャンバーの壁に堆積するこ
とによってガス混合物から容易に分離するからであり、
又、（ｂ）未反応の特定アイソトープに比べてスキャベ
ンジャー化合物の分子量が大きいからである。
定のアイソトープの光化学反応を誘起するように該特定
のアイソトープの吸収特性に対応する波長又は周波数の
放射線を照射するための、例えば遠心分離反応器のよう
な回転チャンバーを介して原子又は分子ガス混合物から
アイソトープを分離する技術に関する． え東曵扶薯 高揮発性ガスをかなりの高速度で回転（スピン）させる
ことによってアイソトープを分離する技法は、周知であ
る。そのような分離法は、ガス遠心分離法として知られ
ている．典型的な遠心分離反応器においては、ガス組或
物又はガス混合物を円筒形ロータ内で非常な高速度で回
転させ、遠心作用によって比較的重いアイソトープを含
有したガス粒子をロー夕の内壁面へ押しやる。詳述すれ
ば、真空ボンブが使用されなくとも、ロータの回転によ
りガスをロータの内壁面へと半径方向外方へ押しやり、
円筒形ロータの中心部分を真空又は真空に近い状態にす
る．ガス粒子は、ロータの周囲内壁面のところに集中す
る．例えばロータの頂部キャップ及び底部キャップのと
ころに生じる温度差と相俟ってロー夕の周囲内壁面のと
ころに周知の態様でガスの上下軸線方向の運動を生じさ
せる働きをする底部スクープ（イオンすくい取り器）を
ロータ内に設けることによって、ガスに弱い上下方向の
循環を生じさせる。所望のガス粒子をすくい取るために
頂部スクープも設けられる．この種の遠心分離反応器は
、斯界において周知である。そのような反応器の代表的
なものは、「サイエンティフィック・アメリカン」第２
３９巻、Ｎｏ．２、１９７８年８月刊に掲載されている
ドナルド・オランダ−氏の「ガス遠心分離法」と題する
論文に記載されている．オランダ−氏の論文に記載され
た反応器は、１つの特定のアイソトープの、他のアイソ
トープに対する相対的濃度を増大させることによって該
特定のアイソトープを濃縮（冨化）するのに特に有用で
ある．このような反応器の使用は、非常に経済的であり
、大きな分離率及び満足な産出量が得られる。しかしな
がら、典型的な遠心分離反応器に設けられるスク一プは
、一定限のサイズのものであり、従って、濃縮（富化）
されるいろいろなアイソトープの分布体中から単一のア
イソトープをすくい取る（スクーブする）ことは、通常
はできない．従って、従来使用されている遠心分離反応
器は、経済的ではあるが、幾つかのアイソトープのうち
のｌつだけを回収することが必要とされるような用途に
は有用ではない． アイソトープ分離のためのもう１つの周知の技法は、光
化学式分離法である．光化学式アイソトープ分離法の例
は、米国特許第２．７ １ ３，０ ２ ５号、３，６
７３，４０６号、３，９８３，０１９号、３，９９ ６
， １ ２ ０号及び４，０９６，０４６号にみられる
．これらの先行特許は、アイソトープ分離を行うために
ガス流を照射するための何らかの型式のランプを使用す
る光化学式アイソトープ分離法に用いるためのいろいろ
な装置及び方法を開示している．光化学式アイソトープ
分離法は、特定の放射源からの光子により１つのアイソ
トープだけを励起させるような用途に有用であることが
知られている。このような分離法に使用される装置は、
濃縮されるいろいろなアイソトープの分布体中の他のア
イソトープの組成を実質的に変えることなく、アイソト
ープの分布体から単一のアイソトープを取り出すのに有
用である。しかし、そのような光化学式アイソトープ分
離法の１つの欠点は、濃縮された物質が光子のための進
入窓に堆積するのを防止するための手段が設けられてい
ない限り、濃縮されたアイソトープを含む堆積物により
光子のための進入窓が曇ってしまうことである．放射線
源としてランプが使用される場合も、光化学式アイソト
ープ分離工程中ランプの外囲器が化学物質に接触すると
、やはりランプの外囲器が曇ってしまう．ランプの外囲
器又は光子進入窓が曇ってしまうと、反応器を停止させ
るか、あるいは、ランプの外囲器又は光子進入窓を清掃
するために何らかのスクレーバ（掻取り器）を作動させ
なければならない． が しよ とする一題 濃縮されるいろいろなアイソトープの分布体から単一の
アイソトープを取出す必要性は、いろいろな技術分野に
おいて存在する．更に、放射線の放射を妨害する濃縮さ
れた物質の堆積を装置内のどこにも生じさせることなく
、濃縮されるいろいろなアイソトープの分布体から単一
のアイソトープを取り出すのに使用することができる光
化学式アイソトープ分離方法及び装置を提供することは
極めて望ましい．本発明は、この課題を解決することを
企図したものである． ・ ′ るため 本発明は、上記課題を解決するために、特定のアイソト
ープの所望の濃縮（富化）を選択的に達成する方法であ
って、 （ａ）分離すべき前記特定のアイソトープとスキャベン
ジャーを包含した原子又は分子ガス混合物を回転自在の
チャンバー内へ導入し、 （ｂ）該チャンバー及びその中の原子又は分子ガス混合
物を回転させ、 （ｃ）該回転する原子又は分子ガス混合物に、その中の
前記特定のアイソトープの吸収特性に対応する波長又は
周波数の放射線を照射し、それによって該特定のアイソ
トープとスキャベンジャーとの間の化学反応を誘起させ
て、スキャベンジャー化合物を生成させ、 （ｄｌ該スキャベンジャー化合物をを前記照射された回
転するガス混合物から収集することから成る方法を提供
する． 本発明は、又、特定のアイソトープの所望の濃縮を選択
的に達成するための光化学式アイソトープ分離機であっ
て、 長手軸線の周りに回転自在のチャンバーと、該チャンバ
ーに連結されており、該チャンバーをその長手軸線の周
りに回転させるための回転手段と、 該チャンバー内へ原子又は分子ガスを導入するために該
チャンバーに設けられたガス導入手段と、 該チャンバー内に設けられており、前記回転するガスに
、そのガス中の特定のアイソトープの吸収特性に対応す
る波長又は周波数の放射線を照射するための放射手段と
、 前記チャンバー内に設けられた、特定のアイソトープを
収集するための収集手段とから成る光化学式アイソトー
プ分離機を提供する． ここでいう、ｒスキャベンジャー」とは、原子又は分子
ガス混合物中の特定のアイソトープが励起状態とされた
ときその特定のアイソトープと反応し、該特定のアイソ
トープを含むスキャベンジャー化合物を生成する化学種
のことをいう．本発明において生成されるスキャベンジ
ャー化合物は、原子又は分子ガス混合物から容易に分離
することができる．なぜなら、（ａ）生成されるスキャ
ベンジャーは、反応器即ちチャンバーの壁に堆積するこ
とによってガス混合物から容易に分離するからであり、
又、（ｂ）未反応の特定アイソトープに比べてスキャベ
ンジャー化合物の分子量が大きいからである。
Ｘ鳳舅
第１図を参照して説明すると、本発明の一実施例による
光化学式アイソトープ分離機（以下、単？「分離槻」と
も称する）２は、例えばガス遠心分離機に類似したもの
であり、この実施例では円筒形としたチャンバー４を有
する．チャンバー４は、周知の態様でその長手軸線６の
周りに回転させることができるように構成されている．
詳述すれば、チャンバー４にはそれを軸線６の周りに高
速度で回転させるための回転手段が連結されている。そ
のような回転手段は、ガス遠心分離機の技術分野におい
て周知であるからここでは説明しないが、第１図では磁
気軸受１２．１４によって軸承された支持は部８、ｌＯ
を含むものとして示されている．ハブ８は、電磁モータ
ｌ６によって支持され、ハブ１０は図示しない適当な構
造体によって支持されている■．第１図の実施例におい
ては、ハブ８、１０は、固定であるが、そのようなハブ
をチャンバー４と一緒に回転する構造とした遠心分離機
としてもよい。電磁モータ１６は、付勢されると、チャ
ンバー４をハブ８、１０及び軸線６を中心として高速度
で回転さ．せる．チャンバー４内へ原子又は分子ガス混
合物（以下、単に「ガス」とも称する）を流入させるた
めのガス導入手段を設ける．第１図の実施例では、その
ようなガス導入手段として、ハブ１０に導管１日を貫挿
し、ガス供給源（図示せず）から供給されるガスが導管
１Ｂを通って矢印２０の方向にチャンバー４内へ流入す
るようにする．導管１８を通ってチャンバー４内へ供給
するガスは、分離すべき特定のアイソトープを含有した
ガスである．そのようなガスは、チャンバー４を回転さ
せる結果として回転せしめられる． チャンバー４内には、前記回転する原子又は分子ガス混
合物に、そのガス混合物中の特定のアイソトープの吸収
特性に対応する波長又は周波数の放射線を照射するため
の放射手段を装着する．そのような放射手段としては、
例えば、レーザーアイソトープ選択性ランプ等を用いる
ことができる．第１図の実施例においては、放射手段と
して、１つのアイソトープ選択性ランブ２２が設けられ
ている．ランブ２２は、軸線６に沿って延長する細長い
蛍光ランプであり、両端を任意周知の手段によってハブ
８、１０に固定する．電流は、ハブ１０の孔２６を通し
て延長させた導線２４によってランブ２２へ供給する．
ランブ２２は、付勢されると、例えば一次１１１８１ｇ
放射線のような放射線を発する濃縮アイソトープ封入、
フィルタ付蛍光ランプであることが好ましい． 上述した放射線の存在下で所望のガスを高速度で回転さ
せることによって得られた特定のアイソトープを含むス
キャベンジャーを収集するための収集手段をチャンバー
４内に設ける．第１図の実施例ではこの収集手段は、少
なくとも１つの再結合（反応）部材から成り、チャンバ
ーの周囲内壁面３０とランブ２２との間に配置されてい
る．限定する目的ではなく、単に例として挙げれば、そ
のような再結合部材として細長いロッド、円筒形とした
ワイヤメッシュ等を用いることができる．第１図の実施
例では再結合部材は、再結合ロンド２８の形とされてい
る．第１図には２本の再結合ロッド（以下、単に「ロッ
ド」とも称する）２８が示されているが、複数本のロッ
ドを軸線６の周りに円周方向に間隔を置いて配置するこ
とが好ましい。再結合ロッドの使用は、斯界において周
知であるから、このでは詳しく説明する必要はなく、本
発明の方法の過程で生じたラジカル（特定の７イソトー
プ）は各再結合ロッド又は他の再結合部材の表面上の他
の化学種（スキャベンジャー）と再結合し、それによっ
てラジカルが安定化される、あるいは何らかの態様でラ
ジカルの運動量が保存されるという説明だけで十分であ
ろう。
光化学式アイソトープ分離機（以下、単？「分離槻」と
も称する）２は、例えばガス遠心分離機に類似したもの
であり、この実施例では円筒形としたチャンバー４を有
する．チャンバー４は、周知の態様でその長手軸線６の
周りに回転させることができるように構成されている．
詳述すれば、チャンバー４にはそれを軸線６の周りに高
速度で回転させるための回転手段が連結されている。そ
のような回転手段は、ガス遠心分離機の技術分野におい
て周知であるからここでは説明しないが、第１図では磁
気軸受１２．１４によって軸承された支持は部８、ｌＯ
を含むものとして示されている．ハブ８は、電磁モータ
ｌ６によって支持され、ハブ１０は図示しない適当な構
造体によって支持されている■．第１図の実施例におい
ては、ハブ８、１０は、固定であるが、そのようなハブ
をチャンバー４と一緒に回転する構造とした遠心分離機
としてもよい。電磁モータ１６は、付勢されると、チャ
ンバー４をハブ８、１０及び軸線６を中心として高速度
で回転さ．せる．チャンバー４内へ原子又は分子ガス混
合物（以下、単に「ガス」とも称する）を流入させるた
めのガス導入手段を設ける．第１図の実施例では、その
ようなガス導入手段として、ハブ１０に導管１日を貫挿
し、ガス供給源（図示せず）から供給されるガスが導管
１Ｂを通って矢印２０の方向にチャンバー４内へ流入す
るようにする．導管１８を通ってチャンバー４内へ供給
するガスは、分離すべき特定のアイソトープを含有した
ガスである．そのようなガスは、チャンバー４を回転さ
せる結果として回転せしめられる． チャンバー４内には、前記回転する原子又は分子ガス混
合物に、そのガス混合物中の特定のアイソトープの吸収
特性に対応する波長又は周波数の放射線を照射するため
の放射手段を装着する．そのような放射手段としては、
例えば、レーザーアイソトープ選択性ランプ等を用いる
ことができる．第１図の実施例においては、放射手段と
して、１つのアイソトープ選択性ランブ２２が設けられ
ている．ランブ２２は、軸線６に沿って延長する細長い
蛍光ランプであり、両端を任意周知の手段によってハブ
８、１０に固定する．電流は、ハブ１０の孔２６を通し
て延長させた導線２４によってランブ２２へ供給する．
ランブ２２は、付勢されると、例えば一次１１１８１ｇ
放射線のような放射線を発する濃縮アイソトープ封入、
フィルタ付蛍光ランプであることが好ましい． 上述した放射線の存在下で所望のガスを高速度で回転さ
せることによって得られた特定のアイソトープを含むス
キャベンジャーを収集するための収集手段をチャンバー
４内に設ける．第１図の実施例ではこの収集手段は、少
なくとも１つの再結合（反応）部材から成り、チャンバ
ーの周囲内壁面３０とランブ２２との間に配置されてい
る．限定する目的ではなく、単に例として挙げれば、そ
のような再結合部材として細長いロッド、円筒形とした
ワイヤメッシュ等を用いることができる．第１図の実施
例では再結合部材は、再結合ロンド２８の形とされてい
る．第１図には２本の再結合ロッド（以下、単に「ロッ
ド」とも称する）２８が示されているが、複数本のロッ
ドを軸線６の周りに円周方向に間隔を置いて配置するこ
とが好ましい。再結合ロッドの使用は、斯界において周
知であるから、このでは詳しく説明する必要はなく、本
発明の方法の過程で生じたラジカル（特定の７イソトー
プ）は各再結合ロッド又は他の再結合部材の表面上の他
の化学種（スキャベンジャー）と再結合し、それによっ
てラジカルが安定化される、あるいは何らかの態様でラ
ジカルの運動量が保存されるという説明だけで十分であ
ろう。
このようにして、所望の特定のアイソトープを含むスキ
ャベンジャー化合物が再結合ロッドの表面上に形成され
る．再結合ロッド２８は、ランブ２２から半径方向外方
に離隔させて軸線６に平行に延設し、分離機２の作動中
ロッドを所定位置に保持することができる任意の締着手
段を用いてハブ８、ｌＯに連結する．ランブ２２から離
隔させて配置したロッド２８は、比較的軽いアイソトー
プを収集するのに特に有用である．なぜなら、比較的軽
いアイソトープは、分離機２の作動中チャンパー４の周
囲内壁面３０とランプとの間の領域に浮遊する傾向があ
るからである． 第２図に示される本発明の第２実施例の光化学式ナイソ
トーブ分離機２（第１実施例のものと同様な部品は同じ
参照番号で示されている）は、チャンバー４の回転中チ
ャンバーの周囲内壁面３０へ向けて回し飛ばされ、チャ
ンバ一の底部へ落下する傾向がある比較的重いアイソト
ープを収集するのに適した分離機である．第２図の分離
機は、第１図の実施例の再結合ロッド２８に代えて、以
下に述べる収集手段なチャンバー４の周囲内壁面３０に
近接したところに配置した点を除いては第１図の実施例
のものと同様である．具体的にいえば、第２図の実施例
では、収集手段は、少なくとも１つのアイソトープすく
い取り部材３２の形とする．このようなアイソトープす
くい取り部材自体は、上述したドナルド・オランダー氏
の論文「ガス遠心分離法Ｊに記載されているので、ここ
では、これ以上詳しく説明する必要はなく、アイソトー
プすくい取り部材３２は中空であり、チャンバーの内壁
面３０に近接した端部にノズル状のスクープ（すくい取
り器）３４を備えたものであるというだけで十分であろ
う．ノズル状スクープ３４は、チャンパー４の回転によ
って生じる遠心力により内壁面３０に向けて吹き飛ばさ
れてチャンバーの底部に落下する成分を含む比較的重い
アイソトープをすくい取る．即ち、スクープ３４は、内
壁面３０に堆積した比較的重いアイソトープを内壁面か
ら掻取るのである．斯界において周知のように、アイソ
トープは、チャンバー４の頂部に向けて吹上げられる場
合もあり、そのような用例においてはスクープをチャン
バーの頂部に配置すればよい．あるいは別法として、チ
ャンバーの内壁面３０の全面からアイソトープをすくい
取る、又は掻取るために、チャンバーの頂壁から底壁に
まで延長する細長いスクープを内壁面３０に当接させて
配置することもできる． 収集されたアイソトープをチャンバー４から取出すため
の取出し手段を設けることができる。例えば、第２図の
実施例では、アイソトープ取出し手段として、中空すく
いとり部材３２の貫通内孔３８に連通する導管３６を接
続し、スクープ３４によって収集された比較的重いアイ
ソトープが矢印４０で示されるように内孔３８を通って
チャンバー４から流出し、導管３６によって回収される
ようにすることができる． 第１図を参照して説明すると、本発明の方法においては
、分離すべき特定のアイソトープを包含した適当な原子
又は分子ガス混合物を供給源（図示せず）から導管ｌ８
を通して回転自在のチャンバー４内へ流入させる．例え
ば、最終的にｌｉｌａｌｌｇを＋ｅｓｌｇ（：ｌ，とし
て回収したい場合は、ＨＣＩ （塩酸）と天然水銀（Ｈ
ｇ）のガス混合物を導管ｌ８を通してチャンパー４内へ
投入する．チャンバー４及びその中の原子又は分子ガス
混合物を電磁モータ１６によって非常な高速度で回転さ
せ、それによって比較的重いアイソトープをチャンバー
の内壁而３０に向けて吹き飛ばし、比較的軽いアイソト
ープをチャンバーの内壁面３０とランブ２２との間の領
域内に維持させる．この原子又は分子ガス混合物の回転
中該ガス混合物に、その中の特定のアイソトーブの吸収
特性に対応する波長又は周波数の放射線を照射する。こ
の目的のために、アイソトープ選択性ランプを使用する
。例えばそのようなランプとして、例えば一次＋９６■
ｇの放射線のような放射線を発する濃縮アイソトープ封
入、フィルタ付蛍光ランプを用いることができる．回転
する、照射されたガスから特定のアイソトープを収集す
る態様は、比較的軽いアイソトープを収集するか、比較
的重いアイソトープを収集するかによって異なる．比較
的軽いアイソトープを収集する場合は、先に述べたよう
にチャンバーの内壁面３０とランブ２２の間の領域内で
収集を行う．比較的重いアイソトープを収集する場合は
、先に述べたようにチャンバーの内壁面３０のところで
特定のアイソトープをすくい取ることによって収集を行
う．収集されたアイソトープは、いろいろな方法でチャ
ンバーから取出すことができる．例えば、そのような取
出しは、先に述べたようにすくい取られた特定のアイソ
トープをすくい取り部材の内孔３８及び導管３６（第２
図参照）を通して適当な受け器へ流動させることによっ
て行うことができる．あるいは、第１実施例に関連して
上述した再結合ロッド、又は、ランブ２２を囲繞する円
筒形のワイヤメッシュのような他の再結合部材が用いら
れている場合は、まず、再結合ロンド又はワイヤメッシ
ュをチャンバー４から取出して、それを例えば電解液中
に浸漬することによって清掃し、ロツド又はワイヤメッ
シュの表面から収集された特定のアイソトープを回収す
ることができる．特定の理論に縛られるつもりはないが
、本発明の方法において例えば天然Ｈｇとｌ｛Ｃ１のガ
ス混合物をチャンバー４へ導入することによってｌ＊１
１Ｈｇだけを濃１！Ｉ（富化）する場合を例にとれば、
比較的重いアイソトープはチャンバーの内壁面に近接し
たところに集中され、比較的軽いアイソトープは、内壁
面から多少離れたとへころに集まる ｌｇ６Ｈｇの濃縮
度を高めるためには、１９Ｊ１ｇが最適濃度になるレベ
ルにまでＨｇの圧力を周知の態様で高めればよく、その
ような圧力の増大は、他のアイソトープを励起してエネ
ルギー移行によるスクランブリング（混乱）を発生させ
る心配なしに行うことができる．そのような心配がない
のは、ＨＣＩは、軽いので、比較的重い＊ｏｏＨｇのよ
うなアイソトープの近傍にではなく、ＩＩＩＩＩＨｇの
近傍に存在するからである＝従って、スキャベンジャー
であるＨＣＩは、励起された１９●Ｉｌｇとの間で反応
を起こす確率が高く、１９８１ｇ含有スキャベンジャー
化合物”’｝Ｉｇｃｌｚが生成される。”＠ｌｌｇｃ１
ｉが生成されると、それをチャンバー４の内壁面３０へ
流動させることなく、その生成された場所で例えば上述
した再結合ロッド２８のような部材の再結合表面によっ
て収集することができる．チャンバー４の内壁面３０へ
の””ｔｌｇｃｌｇの流動は防止することが望ましい．
なぜなら、内壁面の近傍は重いアイソトープに冨んだｌ
ｌｇで充満しており、１１１６１ｇ（１，が内壁面に向
けて流動すると、１１９８Ｈｇの濃縮反応を失わせるこ
とになるからである． 本発明に使用するための好ましいスキャベンジャーとし
ては、ＨＣＩや、０２などがあるが、これらに限定され
るものではない． 及』１と１里 叙上のように、本発明の方法及び装置を用いれば、濃縮
されるいろいろなアイソトープの分布体から単一のアイ
ソトープを取出すことが可能であり、しかも、それは、
放射線の放射を妨害する濃縮された物質の堆積を装置内
のどこにも生じさせることなく、光化学式アイソトープ
分離法を用いることによって可能とされる．更に、ラン
プ又はその他の放射線源から化学物質を分離する必要が
ないので、本発明の光化学式アイソトープ分離のための
反応全体を単一のチャンパー内で行うことができる．本
発明の光化学式アイソトープ分離機は、そのランプが清
浄に保たれるので、長時間に亙って作動し続けることが
でき、特定のアイソトープの所望の度合の濃縮（冨化）
を達成することができる．要するに、本発明の方法及び
装置は、光子の光化学反応選択性の利点と、遠心分離装
置の空間的選択性（遠心分離作用）の利点とを利用し、
それによって装置の長時間の作動を可能にするとともに
、アイソトープの濃縮過程を著しく向上することができ
る． 以上、本発明を実施例に関連して説明したが、本発明は
、ここに例示した実施例の構造及び形態に限定されるも
のではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱することな
く、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変更
及び改変を加えることができることを理解されたい． ２ ２ ： ２８ ： ３ ０ ： ３ ２ ： ３ ４ ： ３ ６ ： ランプ（放射手段） 再結合ロッド（再結合部材又は収集部材）内壁面 アイソトープすくい取り部材 スクープ 導管（アイソトープ取出し手段）
ャベンジャー化合物が再結合ロッドの表面上に形成され
る．再結合ロッド２８は、ランブ２２から半径方向外方
に離隔させて軸線６に平行に延設し、分離機２の作動中
ロッドを所定位置に保持することができる任意の締着手
段を用いてハブ８、ｌＯに連結する．ランブ２２から離
隔させて配置したロッド２８は、比較的軽いアイソトー
プを収集するのに特に有用である．なぜなら、比較的軽
いアイソトープは、分離機２の作動中チャンパー４の周
囲内壁面３０とランプとの間の領域に浮遊する傾向があ
るからである． 第２図に示される本発明の第２実施例の光化学式ナイソ
トーブ分離機２（第１実施例のものと同様な部品は同じ
参照番号で示されている）は、チャンバー４の回転中チ
ャンバーの周囲内壁面３０へ向けて回し飛ばされ、チャ
ンバ一の底部へ落下する傾向がある比較的重いアイソト
ープを収集するのに適した分離機である．第２図の分離
機は、第１図の実施例の再結合ロッド２８に代えて、以
下に述べる収集手段なチャンバー４の周囲内壁面３０に
近接したところに配置した点を除いては第１図の実施例
のものと同様である．具体的にいえば、第２図の実施例
では、収集手段は、少なくとも１つのアイソトープすく
い取り部材３２の形とする．このようなアイソトープす
くい取り部材自体は、上述したドナルド・オランダー氏
の論文「ガス遠心分離法Ｊに記載されているので、ここ
では、これ以上詳しく説明する必要はなく、アイソトー
プすくい取り部材３２は中空であり、チャンバーの内壁
面３０に近接した端部にノズル状のスクープ（すくい取
り器）３４を備えたものであるというだけで十分であろ
う．ノズル状スクープ３４は、チャンパー４の回転によ
って生じる遠心力により内壁面３０に向けて吹き飛ばさ
れてチャンバーの底部に落下する成分を含む比較的重い
アイソトープをすくい取る．即ち、スクープ３４は、内
壁面３０に堆積した比較的重いアイソトープを内壁面か
ら掻取るのである．斯界において周知のように、アイソ
トープは、チャンバー４の頂部に向けて吹上げられる場
合もあり、そのような用例においてはスクープをチャン
バーの頂部に配置すればよい．あるいは別法として、チ
ャンバーの内壁面３０の全面からアイソトープをすくい
取る、又は掻取るために、チャンバーの頂壁から底壁に
まで延長する細長いスクープを内壁面３０に当接させて
配置することもできる． 収集されたアイソトープをチャンバー４から取出すため
の取出し手段を設けることができる。例えば、第２図の
実施例では、アイソトープ取出し手段として、中空すく
いとり部材３２の貫通内孔３８に連通する導管３６を接
続し、スクープ３４によって収集された比較的重いアイ
ソトープが矢印４０で示されるように内孔３８を通って
チャンバー４から流出し、導管３６によって回収される
ようにすることができる． 第１図を参照して説明すると、本発明の方法においては
、分離すべき特定のアイソトープを包含した適当な原子
又は分子ガス混合物を供給源（図示せず）から導管ｌ８
を通して回転自在のチャンバー４内へ流入させる．例え
ば、最終的にｌｉｌａｌｌｇを＋ｅｓｌｇ（：ｌ，とし
て回収したい場合は、ＨＣＩ （塩酸）と天然水銀（Ｈ
ｇ）のガス混合物を導管ｌ８を通してチャンパー４内へ
投入する．チャンバー４及びその中の原子又は分子ガス
混合物を電磁モータ１６によって非常な高速度で回転さ
せ、それによって比較的重いアイソトープをチャンバー
の内壁而３０に向けて吹き飛ばし、比較的軽いアイソト
ープをチャンバーの内壁面３０とランブ２２との間の領
域内に維持させる．この原子又は分子ガス混合物の回転
中該ガス混合物に、その中の特定のアイソトーブの吸収
特性に対応する波長又は周波数の放射線を照射する。こ
の目的のために、アイソトープ選択性ランプを使用する
。例えばそのようなランプとして、例えば一次＋９６■
ｇの放射線のような放射線を発する濃縮アイソトープ封
入、フィルタ付蛍光ランプを用いることができる．回転
する、照射されたガスから特定のアイソトープを収集す
る態様は、比較的軽いアイソトープを収集するか、比較
的重いアイソトープを収集するかによって異なる．比較
的軽いアイソトープを収集する場合は、先に述べたよう
にチャンバーの内壁面３０とランブ２２の間の領域内で
収集を行う．比較的重いアイソトープを収集する場合は
、先に述べたようにチャンバーの内壁面３０のところで
特定のアイソトープをすくい取ることによって収集を行
う．収集されたアイソトープは、いろいろな方法でチャ
ンバーから取出すことができる．例えば、そのような取
出しは、先に述べたようにすくい取られた特定のアイソ
トープをすくい取り部材の内孔３８及び導管３６（第２
図参照）を通して適当な受け器へ流動させることによっ
て行うことができる．あるいは、第１実施例に関連して
上述した再結合ロッド、又は、ランブ２２を囲繞する円
筒形のワイヤメッシュのような他の再結合部材が用いら
れている場合は、まず、再結合ロンド又はワイヤメッシ
ュをチャンバー４から取出して、それを例えば電解液中
に浸漬することによって清掃し、ロツド又はワイヤメッ
シュの表面から収集された特定のアイソトープを回収す
ることができる．特定の理論に縛られるつもりはないが
、本発明の方法において例えば天然Ｈｇとｌ｛Ｃ１のガ
ス混合物をチャンバー４へ導入することによってｌ＊１
１Ｈｇだけを濃１！Ｉ（富化）する場合を例にとれば、
比較的重いアイソトープはチャンバーの内壁面に近接し
たところに集中され、比較的軽いアイソトープは、内壁
面から多少離れたとへころに集まる ｌｇ６Ｈｇの濃縮
度を高めるためには、１９Ｊ１ｇが最適濃度になるレベ
ルにまでＨｇの圧力を周知の態様で高めればよく、その
ような圧力の増大は、他のアイソトープを励起してエネ
ルギー移行によるスクランブリング（混乱）を発生させ
る心配なしに行うことができる．そのような心配がない
のは、ＨＣＩは、軽いので、比較的重い＊ｏｏＨｇのよ
うなアイソトープの近傍にではなく、ＩＩＩＩＩＨｇの
近傍に存在するからである＝従って、スキャベンジャー
であるＨＣＩは、励起された１９●Ｉｌｇとの間で反応
を起こす確率が高く、１９８１ｇ含有スキャベンジャー
化合物”’｝Ｉｇｃｌｚが生成される。”＠ｌｌｇｃ１
ｉが生成されると、それをチャンバー４の内壁面３０へ
流動させることなく、その生成された場所で例えば上述
した再結合ロッド２８のような部材の再結合表面によっ
て収集することができる．チャンバー４の内壁面３０へ
の””ｔｌｇｃｌｇの流動は防止することが望ましい．
なぜなら、内壁面の近傍は重いアイソトープに冨んだｌ
ｌｇで充満しており、１１１６１ｇ（１，が内壁面に向
けて流動すると、１１９８Ｈｇの濃縮反応を失わせるこ
とになるからである． 本発明に使用するための好ましいスキャベンジャーとし
ては、ＨＣＩや、０２などがあるが、これらに限定され
るものではない． 及』１と１里 叙上のように、本発明の方法及び装置を用いれば、濃縮
されるいろいろなアイソトープの分布体から単一のアイ
ソトープを取出すことが可能であり、しかも、それは、
放射線の放射を妨害する濃縮された物質の堆積を装置内
のどこにも生じさせることなく、光化学式アイソトープ
分離法を用いることによって可能とされる．更に、ラン
プ又はその他の放射線源から化学物質を分離する必要が
ないので、本発明の光化学式アイソトープ分離のための
反応全体を単一のチャンパー内で行うことができる．本
発明の光化学式アイソトープ分離機は、そのランプが清
浄に保たれるので、長時間に亙って作動し続けることが
でき、特定のアイソトープの所望の度合の濃縮（冨化）
を達成することができる．要するに、本発明の方法及び
装置は、光子の光化学反応選択性の利点と、遠心分離装
置の空間的選択性（遠心分離作用）の利点とを利用し、
それによって装置の長時間の作動を可能にするとともに
、アイソトープの濃縮過程を著しく向上することができ
る． 以上、本発明を実施例に関連して説明したが、本発明は
、ここに例示した実施例の構造及び形態に限定されるも
のではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱することな
く、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変更
及び改変を加えることができることを理解されたい． ２ ２ ： ２８ ： ３ ０ ： ３ ２ ： ３ ４ ： ３ ６ ： ランプ（放射手段） 再結合ロッド（再結合部材又は収集部材）内壁面 アイソトープすくい取り部材 スクープ 導管（アイソトープ取出し手段）
第１図は、本発明の光化学式アイソトープ分離機の一実
施例の一部断面による立面図である．第２図は、本発明
の光化学式アイソトープ分離機の別の実施例の一部断面
による立面図である．２：光化学式アイソトープ分離機 ４：円筒形チャンバー ６：長手軸線 ８、１０：支持ハブ ｌ２、ｌ４：磁気軸受 １６：磁気モータ ｌ８：導管（ガス導入手段） 手続ネ甫正書（方式） 平成２年７月４日
施例の一部断面による立面図である．第２図は、本発明
の光化学式アイソトープ分離機の別の実施例の一部断面
による立面図である．２：光化学式アイソトープ分離機 ４：円筒形チャンバー ６：長手軸線 ８、１０：支持ハブ ｌ２、ｌ４：磁気軸受 １６：磁気モータ ｌ８：導管（ガス導入手段） 手続ネ甫正書（方式） 平成２年７月４日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、特定のアイソトープの所望の濃縮を選択的に達成す
る方法であって、 分離すべき前記特定のアイソトープとスキャベンジャー
を包含した原子又は分子ガス混合物を回転自在のチャン
バー内へ導入し、 該チャンバー及びその中の原子又は分子ガス混合物を回
転させ、 該回転する原子又は分子ガス混合物に、 その中の前記特定のアイソトープの吸収特性に対応する
波長又は周波数の放射線を照射し、それによって該特定
のアイソトープとスキャベンジャーとの間の化学反応を
誘起させて、スキャベンジャー化合物を生成させ、 該スキャベンジャー化合物をを前記照射された回転する
ガス混合物から収集することから成る方法。 ２、前記照射工程は、アイソトープ選択性ランプからの
放射線を用いて行うことを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の方法。 ３、前記収集工程は、前記ランプと前記チャンバーの周
囲内壁面との間の領域内で前記特定のアイソトープを収
集することを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の
方法。 ４、前記収集工程は、前記特定のアイソトープを前記回
転するチャンバーの周囲内壁面から掻取ることによって
行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
法。 ５、前記導入工程は、天然水銀と、塩酸から成るスキャ
ベンジャーとのガス混合物を導入することを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ６、前記照射工程は、特定濃縮アイソトープ封入、フィ
ルタ付蛍光ランプからの放射線を用いて行うことを特徴
とする特許請求の範囲第５項に記載の方法。 ７、前記ランプは、一次＾１＾９＾６Ｈｇの放射線を発
するものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の方法。 ８、前記収集されたアイソトープを前記チャンバーから
取出す工程を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の方法。 ９、前記収集工程は、前記ランプと前記チャンバーの周
囲内壁面との間の領域内で前記特定のアイソトープを収
集することを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の
方法。 １０、前記収集工程は、前記特定のアイソトープを前記
回転するチャンバーの周囲内壁面から掻取ることによっ
て行つことを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の
方法。 １１、特定のアイソトープの所望の濃縮を選択的に達成
するための光化学式アイソトープ分離機であって、 長手軸線の周りに回転自在のチャンバーと、 該チャンバーに連結されており、該チャンバーをその長
手軸線の周りに回転させるための回転手段と、 該チャンバー内へ原子又は分子ガスを導入するために該
チャンバーに設けられたガス導入手段と、 該チャンバー内に設けられており、前記回転するガスに
、そのガス中の特定のアイソトープの吸収特性に対応す
る波長又は周波数の放射線を照射するための放射手段と
、 前記チャンバー内に設けられた、特定のアイソトープを
収集するための収集手段とから成る光化学式アイソトー
プ分離機。 １２、前記放射手段は、アイソトープ選択性ランプであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載の光
化学式アイソトープ分離機。 １３、前記ランプは、細長く長手軸線に沿って延長して
いることを特徴とする特許請求の範囲第１２項に記載の
光化学式アイソトープ分離機。 １４、前記チャンバーは、円筒形であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１１項に記載の光化学式アイソトー
プ分離機。 １５、前記収集手段は、前記ランプと前記チャンバーの
周囲内壁面との間の領域内に配置されていることを特徴
とする特許請求の範囲第１３項に記載の光化学式アイソ
トープ分離機。 １６、前記収集手段は、少なくとも１つの再結合部材を
含むことを特徴とする特許請求の範囲第１５項に記載の
光化学式アイソトープ分離機。 １７、前記収集手段は、前記チャンバーの周囲内壁面に
近接したところに配置されていることを特徴とする特許
請求の範囲第１１項に記載の光化学式アイソトープ分離
機。 １８、前記収集手段は、少なくとも１つのアイソトープ
すくい取り部材を含むことを特徴とする特許請求の範囲
第１７項に記載の光化学式アイソトープ分離機。 １９、前記少なくとも１つのアイソトープすくい取り部
材に関連して設けられており、前記チャンバーから前記
特定のアイソトープを取出すための取出し手段を有する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１８項に記載の光化
学式アイソトープ分離機。 ２０、前記収集手段に関連して設けられており、前記チ
ャンバーから前記特定のアイソトープを取出すための取
出し手段を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
１項に記載の光化学式アイソトープ分離機。 ２１、前記ランプは、放射線を発する濃縮アイソトープ
封入、フィルタ付蛍光ランプであることを特徴とする特
許請求の範囲第１２項に記載の光化学式アイソトープ分
離機。 ２２、前記ランプは、一次＾１＾９＾６Ｈｇの放射線を
発するランプであることを特徴とする特許請求の範囲第
２１項に記載の光化学式アイソトープ分離機。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/323,930 US5024741A (en) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | Hybrid isotope separation scheme |
| US323930 | 1989-03-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0316621A true JPH0316621A (ja) | 1991-01-24 |
Family
ID=23261319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2060152A Pending JPH0316621A (ja) | 1989-03-15 | 1990-03-13 | ハイブリッドアイソトープ分離法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5024741A (ja) |
| EP (1) | EP0388183A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0316621A (ja) |
| CA (1) | CA2012187A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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