JPH04300633A

JPH04300633A - 炭素１３のレーザー濃縮法

Info

Publication number: JPH04300633A
Application number: JP8955391A
Authority: JP
Inventors: Shigeyoshi Arai; 重義荒井; Yoichi Ishikawa; 洋一石川; Toshio Suzuki; 敏夫鈴木
Original assignee: Nisshinbo Industries Inc; Nisshin Spinning Co Ltd
Current assignee: Nisshinbo Holdings Inc
Priority date: 1991-03-28
Filing date: 1991-03-28
Publication date: 1992-10-23

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】【０００１】【産業上の利用分野】本発明は、炭素１３のレ−ザ−濃
縮法に関するものであり、更に詳しくは、主としてエタ
ン系のフロン化合物を含む系にレ−ザ−光を照射し、そ
の際に起こる赤外多光分解を利用した炭素１３のレ−ザ
−濃縮法に関するものである。【０００２】【従来の技術】天然の炭素は、９８．９％の炭素１２と
１．１％の炭素１３の二種類の安定同位体より構成され
ている。このうち濃縮された炭素１３は、自然科学の分
野では古くからトレ−サ−として盛んに利用され、様々
な研究に多大な貢献を果たしてきた。このような利用に
加え、近年、炭素１３が核スピンを持つことにより、そ
の核磁気共鳴吸収が生体内部の研究に利用され始め、特
に無侵襲検査法への応用は、医学の分野での非常に優れ
た疾患の診断法として大きな注目を集めている。このよ
うな状況から、炭素１３に対する需要は、近い将来飛躍
的に拡大するものと予想されており、その効率的かつ経
済的な供給が望まれている。【０００３】現在、上記炭素１３は、主として一酸化炭
素（ＣＯ）の低温蒸留によって濃縮されている。即ち、
炭素１２を含む一酸化炭素（１２ＣＯ）と炭素１３を含
む一酸化炭素（１３ＣＯ）の沸点にはわずかな違いがあ
り、先に留出する成分には炭素１２が天然の組成比より
も多少多く含まれる。そこで天然のＣＯの蒸留を数多く
繰り返すことにより、炭素１３を濃縮することが可能と
なる。【０００４】しかし、この方法では、蒸留一段あたりの
分離係数が非常に小さいので、高濃縮を達成するには、
数百メ−トルにも及ぶ大きな蒸留塔を用いて、膨大な段
数の蒸留を繰り返す必要があり、又、蒸留が平衡状態に
達し、分離が定常的に進行するまでに月単位の時間を要
する。従って、このような事情から、常に所定規模での
炭素１３の分離を継続して行なっていなければならず、
需要ならびに販売実績に応じて生産量を加減することは
できない。【０００５】又、上記一酸化炭素の低温蒸留法以外には
、炭酸ガスと重炭酸イオン、或いは、炭酸ガスとカルバ
ミン酸との間の化学交換法等も提案されているが、装置
が大きくなり、しかも濃縮に時間がかかるという欠点は
、一酸化炭素の低温蒸留法と変わらない。これに対して
レ−ザ−による濃縮法は、格段に小さな装置で済み、分
離の規模も伸縮自在と考えられ、この点からもその開発
が待ち望まれている。【０００６】実際にも、レ−ザ−による炭素１３の濃縮
は、例えばＣＨＣｌＦ２で表されるフロン化合物につい
て研究されており、この化合物に関する研究の結果、下
記式のような反応が起こり、条件を適切に選ぶと、炭素
１３がＣ２Ｆ４中に濃縮される。そして、濃縮される化
合物であるＣ２Ｆ４の中の炭素１３の濃度（％）、即ち
、１００Ｘ（Ｃ２Ｆ４中の炭素１３の原子数）／（Ｃ２
Ｆ４中の炭素１２と炭素１３の原子数の和）は９６％に
も達することが判明した。ＣＨＣｌＦ２＋ｎｈν→ＣＦ２＋ＨＣｌ２ＣＦ２→Ｃ２
Ｆ４　　　　　　【０００７】しかしながら、光の吸収量と
Ｃ２Ｆ４の生成量を定量的に調べると、９６％に高濃縮
する場合は、５０％程度の濃縮にとどめた場合に比べて
、エネルギ−効率が４５倍も悪化することが判明した。このように一回のレ−ザ−照射によって炭素１３を９０
％以上に高濃縮することは、エネルギ−効率の極端な低
下を招き、ＣＯの低温蒸留のような在来の濃縮法を経済
的に凌駕することは困難であるため、現在は、レ−ザ−
法と従来法を併用するか、二段階にわたるレ−ザ−法に
よる濃縮が検討されている。【０００８】即ち、天然に存在する化合物から出発し、
まず、レ−ザ−法で炭素１３を、得られる化合物中に３
０〜５０％程度に濃縮し、続いてこの化合物に化学的な
処理を施し、再びレ−ザ−法で炭素１３を９０％以上に
高濃縮するか、ある程度炭素１３が濃縮された化合物を
燃焼させることによりＣＯ２に変換し、化学交換法で更
に高濃縮するという方法であり、これらの方法によれば
、炭素１３が３０％程度に濃縮されていれば、その後の
濃縮を在来法に切り替えても、天然濃縮のものから出発
する場合と比べ、装置の規模も必要時間数も数十分の一
で済むと考えられている。又、二段階目の濃縮にレ−ザ
−法を採用して、９０％以上に濃縮することも、エネル
ギ−効率の上から極めて有利とされている。【０００９】【発明が解決しようとする課題】上記二段階にわたる濃
縮法に関しては、すでに、天然のメタン系化合物である
ＣＨＣｌＦ２にＢｒ２を加え、適切な条件のもとでレ−
ザ−光を照射し、ＣＨＣｌＦ２の赤外多光子分解を誘起
することにより、炭素１３が３０〜４０％前後に濃縮さ
れたＣＢｒ２Ｆ２を生成させ、生成したＣＢｒ２Ｆ２を
単離した後、そのまま、或いは酸素を加え、適切な条件
のもとでレ−ザ−光を照射し、炭素１３を濃縮する方法
が、本発明の発明者らにより提案されている（特開平０
１−１８９３３８号公報参照）。【００１０】而して、レ−ザ−法と従来法の組み合わせ
た方法、或いは、二段階にわたるレ−ザ−法のどちらを
採用する場合も、その第一段階の赤外多光子分解は、必
ずしも選択性が高い必要はなく、むしろ生成物の収量が
大きいこと、更には、生成物が次の段階の濃縮に都合の
よい化合物であることが望ましいのであるが、上記従来
の二段階法で使用されているメタン系化合物であるＣＨ
ＣｌＦ２は、赤外多光子分解において高い選択性を示す
ものの、この化合物は、必ずしも分解し易い化合物とい
うわけではない。【００１１】本発明は、上記のような従来技術の難点に
鑑み、生成物の収量が大きく、しかも、次の段階の濃縮
に都合のよい生成物を生じる化合物を使用する、赤外多
光分解を用いた炭素１３のレ−ザ−濃縮法を提供するこ
とを目的としてなされた。【００１２】上記目的を達成するため、本発明は、エタ
ン系フロン化合物と酸素を含む混合系にレ−ザ−光を照
射し、生成する酸化物中に炭素１３を濃縮することを特
徴とする炭素１３のレ−ザ−濃縮法、及び、エタン系フ
ロン化合物と酸素を含む混合系にレ−ザ−光を照射し、
生成する酸化物中に炭素１３を濃縮した後、該酸化物を
更に適宜の濃縮手段に付し、炭素１３を更に濃縮するこ
とを特徴とする炭素１３のレ−ザ−濃縮法を提供する。【００１３】又、上記目的を達成するため、本発明は、
少なくとも１つの塩素原子又は臭素原子を含むエタン系
フロン化合物と、酸素、ハロゲン及びハロゲン化水素か
ら選ばれる一種以上の気体を含む混合系にレ−ザ−光を
照射し、生成する化合物中に炭素１３を濃縮することを
特徴とする炭素１３のレ−ザ−濃縮法、及び、少なくと
も１つの塩素原子又は臭素原子を含むエタン系フロン化
合物と酸素、ハロゲン及びハロゲン化水素から選ばれる
一種以上の気体を含む混合系にレ−ザ−光を照射し、生
成する化合物中に炭素１３を濃縮した後、該化合物を更
に適宜の濃縮手段に付し、炭素１３を更に濃縮すること
を特徴とする炭素１３のレ−ザ−濃縮法を提供する。【００１４】更に、上記目的を達成するため、本発明は
、メタン系或いはエタン系フロン化合物に対しレ−ザ−
光を照射することによって生成する炭素１３が濃縮され
たオレフィン系化合物に、ハロゲンを付加せしめ、その
ハロゲン化物の赤外多光子分解により、更に炭素１３の
濃縮を行なうことを特徴とする炭素１３のレ−ザ−濃縮
法を提供する。【００１５】尚、上記第二段目の濃縮手段は、化学交換
法、蒸留法又は赤外多光子分解法或いはそれらの組み合
わせとすることができ、更に、濃縮手段が化学交換法で
ある場合は、必要に応じ適宜の化学処理を加えた後に濃
縮することができる。【００１６】このように、本発明の発明者らは、生成物
の収量が大きく、しかも、次の段階の濃縮に都合のよい
生成物を生じる化合物として、まず、エタン系のフロン
化合物に注目した。即ち、このエタン系のフロン化合物
は、分子内に炭素原子を二個含む化合物で、両原子とも
炭素１３から構成される分子は、天然に０．０１２１％
しか存在しないので、この分子の同位体選択的な赤外多
光子分解で炭素１３を濃縮するには、膨大な原料を要す
ることになり実際的ではない。一方、炭素１２と１３を
１個づつ含む分子は、天然に２．２％存在するが、この
分子の選択的分解では、両炭素から同じ生成物ができる
場合、生成物中に炭素１２と炭素１３が１：１の割合で
共存することになり、メタン系のフロン化合物の場合の
ような高濃縮は期待し得ない。これが炭素１３の濃縮に
おいて、エタン系のフロン化合物が真剣に取り上げられ
なかった理由である。【００１７】しかしながら、高濃縮は二段階にわたって
達成するものとし、第一段階では炭素１３を３０％前後
に濃縮すれば十分とすれば、事情は別であり、エタン系
化合物の中には適当な化合物がありうる。又、炭素１２
と炭素１３が、それぞれに結合している原子との関係で
、異なる生成物を与えることもあり、例えばＣＦ３ＣＨ
３に酸素を加えた系の赤外多光子分解で、選択的に励起
される分子は１３Ｃ−Ｆ結合を持った分子であり、ＣＦ
３側から生成する生成物ＣＦ２Ｏ中には１３Ｃが５０％
を越えて高濃縮される可能性がある。【００１８】更に、メタン系化合物とエタン系化合物を
比較すると、後者では基準振動の数が多く、又各基準振
動がそれぞれの振動準位を持つので、振動準位が非常に
密に存在することとなる。従って、分子が次々とレ−ザ
−光を吸収する際に、準位密度が高ければ、光のエネル
ギ−に一致した付近に適当な準位が存在する可能性が高
く、多光子吸収が起こりやすいと考えられる。従って多
光子分解も起こりやすく、エタン系化合物の赤外多光子
分解の収量は大きいと予想され、このような観点から、
本発明の発明者らは、エタン系フロン化合物の赤外多光
子分解に基づく炭素１３の分離について鋭意研究し、更
に関連技術の開発に成功して、本発明を完成するに至っ
た。【００１９】以下に本発明を詳細に説明する。【００２０】本発明で使用するエタン系フロン化合物は
Ｃ２ＦａＨｂＸｃＹｄで表される。ａは１から５までの
数（従って、本発明で使用するエタン系化合物にはＣ２
Ｆ６は含まれない。）のいずれかであり、ｂは０から最
大５までの数のいずれかである。Ｘはフッ素以外のハロ
ゲン原子を、又、Ｙはフッ素ならびにＸ以外のハロゲン
原子である。ｃ及びｄは０から５までの数のどれかであ
り、全体としてａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝６である。【００２１】本発明では、上記のようなエタン系フロン
化合物に、酸素を加えた混合系にレ−ザ−を照射し、そ
の系における赤外多光子分解を利用し、生成する酸化物
中に炭素１３を濃縮する。【００２２】尚、赤外多光子分解とは、赤外領域に吸収
を持つ気体化合物に、その吸収と合致する波長領域の高
出力赤外レ−ザ−のパルス光を照射すると、個々の分子
が数十個にも及ぶ光子を逐次吸収し、分解する現象であ
る。赤外領域の吸収は、分子内部の核の振動に関係して
おり、核の質量の差が吸収の位置に反映する。例えばフ
ロン化合物では、Ｃ−Ｆ結合の伸縮振動による非常に鋭
い吸収が１１００ｃｍ−１付近にあり、１２Ｃ−Ｆと１
３Ｃ−Ｆの間でその吸収が２５ｃｍ−１程度ずれている
。そこで１３Ｃ−Ｆの結合を含む分子が強く吸収する適
切な波長のレ−ザ−の発振線を用い、炭素１３を持つ分
子を選択的に励起して分解を起こさせ、分解生成物中に
炭素１３を濃縮することができる。これがＣＯ２レ−ザ
−を利用した赤外多光子分解に基づく炭素１３の濃縮の
原理である。【００２３】分子に多光子を吸収させるには、通常レ−
ザ−光の強度を単位面積あたり数ジュ−ル（このような
単位面積当たりのレ−ザ−光の強度をフルエンスと呼ぶ
）以上に高める必要がある。そのためには、レ−ザ−光
を赤外レンズで小さな面積に焦光し、焦点近傍において
フルエンスを赤外多光子分解を引き起こすに十分な程に
高める方法を用いる。【００２４】赤外レ−ザ−で最も開発の進んでいるもの
はＣＯ２レ−ザ−であり、赤外多光子分解を利用した同
位体分離においても、通常はこのレ−ザ−を使用する。尚、このレ−ザ−は９００〜１１００ｃｍ−１の波数範
囲の光を発振する。【００２５】従って、上記の式で表されるフロン化合物
に、適切な波長のＣＯ２レ−ザ−パルス光を、適切なフ
ルエンスで照射すると、光は分子内のＣ−Ｆ結合の伸縮
振動を励起する。そして多光子吸収の結果、分子の内部
エネルギ−が分解に必要なエネルギ−値を越えると、赤
外多光子分解が観測され始めるのである。【００２６】一方、少なくとも１つの塩素原子又は臭素
原子を含むエタン系フロン化合物を使用する場合は、こ
の化合物と、酸素、ハロゲン及びハロゲン化水素から選
択される１種以上の気体を含む混合系にレ−ザ−光を照
射すればよく、これにより、やはり生成する化合物中に
炭素１３を濃縮することができる。尚、ハロゲンを使用
する場合は、臭素が好ましく、ハロゲン化水素を使用す
る場合は、ヨウ化水素が好ましい。【００２７】又、メタン系或いはエタン系フロン化合物
に対しレ−ザ−光を照射することにより炭素１３が濃縮
されたオレフィン系化合物が生成するが、このような場
合は、生成したオレフィン化合物に対しハロゲンを付加
せしめ、そのハロゲン化物の赤外多光子分解により、更
に炭素１３の濃縮を行なえばよい。【００２８】尚、メタン系フロン化合物の中で、ＣＨＣ
ｌＦ２は低いフルエンスで同位体選択的な赤外多光子分
解を起こすことで注目を集めているが、この分子の同位
体選択的な分解には、３Ｊ／ｃｍ−２或いはそれ以上の
フルエンスが必要とされている。一方、エタン系フロン
化合物を検討してみると、分子により分解のしやすさは
異なるが、例えばＣＢｒＦ２ＣＢｒＦ２は後述するよう
にわずか２Ｊ／ｃｍ−２でも分解を開始する。赤外多光
子分解における収率がフルエンスの３乗或いは４乗とい
う高次の冪に比例することを考慮すると、この差は非常
に大きいといえる。【００２９】而して、本発明における反応は、以下のよ
うな態様に大別することができる。【００３０】（１）　　Ｃ２ＦａＨｂＸｃＹｄ＋ｎｈν
→Ｃ２ＦａＨｂＸｃＹ（ｄ−１）＋Ｙ特にＹがＢｒ又はＩの場合に、この型が多い。Ｃ２Ｆａ
ＨｂＸｃＹ（ｄ−１）は不対電子を持ったラジカルであ
り、酸素が共存すると、細い反応機構は不明ながらＣＦ
２Ｏで代表されるハロゲン化カルボニルを生じ、これは
水蒸気に接すると加水分解してＣＯ２に変化する。ＣＯ
２は、そのままＨＣＯ３−又はカルバミン酸との化学交
換法による第二段階の炭素１３の濃縮に利用できる。又
、ＣＦ２Ｏに水素ガスを添加して紫外光を照射すると、
フッ素が脱離してＣＯを生成し、このＣＯもそのまま低
温蒸留による炭素１３の濃縮に利用することが可能であ
る。【００３１】Ｃ２ＦａＨｂＸｃＹ（ｄ−１）は、例えば
ヨウ素Ｉ２、或いはヨウ化水素ＨＩが共存すると、脱離
したＹの代わりにＩ又はＨが入ったエタン系フレオン化
合物が生成する。Ｉ２の代わりにＣｌ２或いはＢｒ２が
共存すれば、Ｃｌ又はＢｒが入る。この際、新しく生成
した化合物は、そのまま赤外多光子分解による炭素１３
の濃縮の原料とすることができる。【００３２】（２）エタン系のフロン化合物の赤外多光
子分解では、Ｃ−Ｃ結合が切断されて２個のメチルラジ
カルを生ずる場合がある。このメチルラジカルは、酸素
が共存すればハロゲン化カルボニルに、又、ヨウ化水素
又はハロゲン分子が存在すると、水素或いはハロゲン置
換されたメタン系フロン化合物に変化し、レ−ザ−法に
よる第二段階の炭素１３の濃縮に直接利用することがで
きる。【００３３】（３）分子的脱離水素とフッ素、或いは水素と塩素を含むエタン系フロン
化合物では、フッ化水素又は塩化水素などが分子的に脱
離して、後に不飽和二重結合を持ったエチレン系の分子
が生ずることがある。この場合はＯ２が共存しても直接
的な影響は現われ難いが、ハロゲン分子が存在すると、
それが不飽和結合に付加して、分子内に更にハロゲン原
子を多く持つエタン系の分子を生成する。このような分
子は、しばしば赤外多光子分解に基づく炭素１３の濃縮
の作業物質ともなる。【００３４】尚、本発明では、レ−ザ−法だけによる高
濃縮も、無論可能である。例えば、先に述べた用にＣＨ
ＣｌＦ２の赤外多光子分解では、炭素１３が濃縮された
Ｃ２Ｆ４が生成する。炭素１３の濃度を３０〜４０％に
押さえると、この過程の収率はかなり高い。そこで生成
したＣ２Ｆ４にＢｒ２を作用させて、Ｃ２Ｂｒ２Ｆ４に
変換し、このジブロモテトラルフルオロエタンの赤外多
光子分解で炭素１３を高濃縮することもできるのである
。又、Ｃ２Ｂｒ２Ｆ４とＢｒ２の混合気体にＣＯ２レ−
ザ−のパルス光を照射して、炭素１３が濃縮されたＣＢ
ｒ２Ｆ２を製造し、そのＣＢｒ２Ｆ２を単離して、再び
同位体選択的な赤外多光子分解で炭素１３を高濃縮する
ことも容易である。【００３５】以上のように、本発明は炭素１３の高濃縮
において、様々な方法を可能にするもので、発明の意義
は極めて大きい。【００３６】以下に本発明を実施例により説明する。【００３７】【実施例１】天然の同位体組成比の２ｔｏｒｒのＣ２Ｆ
５Ｃｌに、５ｔｏｒｒのＢｒ２を加えた混合系に、ＣＯ
２ＴＥＡ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙ　Ｅｘｃｉｔｅｄ
　Ａｔｏｍｏｓｐｈｅｒｉｃ）レ−ザ−の９２９．０２
ｃｍ−１の発振線に該当するパルス光を２０００回照射
した。フルエンスは１０Ｊｃｍ−２前後である。照射後
のガスクロマトグラフによる分析ではＣＦ３Ｂｒ、ＣＦ
２ＢｒＣｌ、Ｃ２Ｆ５Ｂｒなどの生成を確認した。従っ
て赤外多光子分解の初期過程は、と考えられる。各ラジカルとＢｒ２との反応によって、
これら生成物の生成を説明することができる。各生成物
中の炭素１３の濃度は約１４％前後であり、この段階で
も濃縮が起こっているが、いずれの生成物も赤外多光子
分解で更に炭素１３を濃縮することができる。ここでい
う炭素１３の濃度とは、生成物中の炭素１２及び炭素１
３の中で、炭素１３が占める百分率である。以上は本発
明の態様の項で述べた（１）及び（２）の場合に対応す
る。【００３８】而して、本発明方法による炭素１３の濃縮
は、図１に示すような装置を用いて行なった（以下の実
施例も同様）。即ち、赤外線を透過するＫＢｒの窓を取
付けた反応管１に試料気体を採取して、炭酸ガスレーザ
ー装置２からのレーザー光を、赤外レンズ３で適宜に集
光して、反応管１に照射するのである。尚、図１中、４
はアイリス、５はガスハンドリングシステム、６はパワ
ーメーターを表している。【００３９】上記のようにレーザー光を照射する際には
、レーザーの波数、フルエンス、添加気体の種類、各気
体の圧力等に十分注意を払わなければならない。そして
、照射後、照射試料中の各生成物をガスクロマトグラフ
７で分離して生成量を測定し、更に炭素の同位体の組成
を質量分析機器８で分析した。【００４０】【実施例２】天然の同位体組成比の５ＴｏｒｒのＣＦ３
ＣＨＢｒＣｌにＣＯ２ＴＥＡレ−ザ−の１０８２．３０
ｃｍ−１の発振線に該当するパルス光を５００回照射し
た。フルエンスは３Ｊｃｍ−２程度である。照射後のガ
スクロマトグラフによる分析では、Ｃ２Ｆ３Ｈの生成を
確認した。質量分析器による分析の結果、炭素１３の濃
度は２５％に達することが判明した。照射試料に５Ｔｏ
ｒｒのＢｒ２を加えて放置後、ガスクロマトグラフで分
析したところ、臭素の付加したＣＨＢｒＦＣＢｒＦ２の
生成が認められた。この生成物は赤外多光子分解で更に
炭素１３を濃縮することが可能である。以上は本発明の
態様の項で述べた（３）の場合に対応する。【００４１】【実施例３】天然の炭素の同位体組成比の１０Ｔｏｒｒ
のＣ２Ｂｒ２Ｆ４に、５ＴｏｒｒのＢｒ２を加えた混合
系に、ＣＯ２ＴＥＡレ−ザ−の１０７７．３０ｃｍ−１
の発振線に該当するパルス光を２０００回照射した。レ
−ザ−のフルエンスは２．２Ｊｃｍ−２とした。照射後
の赤外吸収スペクトルには、ＣＢｒ２Ｆ２による吸収が
認められ、ＣＢｒ２Ｆ２が生成していることを示してい
る。更にガスクロマトグラフによる分析結果からもＣＢ
ｒ２Ｆ２の生成が確認された。質量分析器による分析で
は、ＣＢｒ２Ｆ２のフラグメントイオンである【化１】の各イオンの強度の解析から、ＣＢｒ２Ｆ２中の炭素１
３の濃度は２３％であることが判明した。ここでいう炭
素１３の濃度とは（ＣＢｒ２Ｆ２中の１３Ｃの数）／（
ＣＢｒ２Ｆ２中の１２Ｃと１３Ｃの数の合計）×１００
で定義される。これは本発明の態様の項で述べた（２）
の場合に対応し、生成したメタン系フレオン化合物中に
炭素１３が濃縮されていることを示す。尚、ＣＢｒ２Ｆ
２は赤外多光子分解で炭素１３を高濃縮することが可能
な化合物である。【００４２】【実施例４】天然の炭素の同位体組成比の１０Ｔｏｒｒ
のＣ２Ｂｒ２Ｆ４に、５ＴｏｒｒのＯ２を加えた混合系
に、ＣＯ２ＴＥＡレ−ザ−の１０７１．８８ｃｍ−１の
発振線に該当するパルス光を６００回照射した。レ−ザ
−のフルエンスは２．２Ｊｃｍ−２とした。照射後の試
料に水を加え、発生したＣＯ２の中の炭素１３の濃度を
測定した結果、その値は２１％であった。これは本発明
の態様の項で述べた（２）の場合に対応し、初期生成物
であるハロゲン化カルボニルの加水分解により最終的に
ＣＯ２が生成し、この中に炭素１３が濃縮されているこ
とを示す。無論このＣＯ２は化学交換法などにより、更
に炭素１３の濃度を高めることができる。【００４３】【実施例５】天然の炭素の同位体組成比のＣ２Ｂｒ２Ｆ
４にＢｒ２を加えた混合系を対象に、実施例３で述べた
照射条件のもとで、大型のＣＯ２ＴＥＡレ−ザ−と大型
反応装置を使用して、炭素１３が２０％濃縮されたＣＢ
ｒ２Ｆ２を大量に製造した。この際ＣＢｒ２Ｆ２はガス
クロマトグラフ法により単離した。次にこのＣＢｒ２Ｆ
２を４Ｔｏｒｒ採取し、２ＴｏｒｒのＯ２を加え、ＣＯ
２レ−ザ−の１０３９．３７ｃｍ−１の発振線に該当す
るパルス光を２Ｊｃｍ−２のフルエンスで照射した。パ
ルスの回数は２００回である。照射後の試料に水を加え
、発生したＣＯ２の中の炭素１３の濃度を測定した結果
、その値は９０％であった。これは本発明の態様の項で
述べた炭素１３の高濃縮に対応する。【００４４】【実施例６】天然炭素の同位体組成比の５０Ｔｏｒｒの
ＣＨＣｌＦ２に、ＣＯ２ＴＥＡレ−ザ−の１０４５．０
２ｃｍ−１の発振線に該当するパルス光を照射し、炭素
１３が３０％にまで濃縮されているＣ２Ｆ４を製造した
。この際長さ３ｍの大型の反応管を用い、レ−ザ−光は
赤外レンズで焦光して照射した。フルエンスは焦点付近
で８Ｊｃｍ−２であった。ガスクロマトグラフを用いて
Ｃ２Ｆ４を分離し、これにＢｒ２の気体を加えたところ
、Ｃ２Ｂｒ２Ｆ４が発生した。このようにして生産され
た炭素１３を３０％程度含むＣ２Ｂｒ２Ｆ４５Ｔｏｒｒ
に、５ＴｏｒｒのＯ２を加え、ＣＯ２レ−ザ−の１０７
７．３０ｃｍ−１の発振線に該当するパルス光を照射し
た。フルエンスは２．２Ｊｃｍ−２である。１０００パ
ルス照射した後、試料に水を加え生成したＣＯ２の中の
炭素１３の濃度を測定したところ５２％の値を得た。こ
れは本発明の態様の項で述べた炭素１３の高濃縮に対応
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明で使用する装置の構成図である。

【符号の説明】

１　　反応管２　　炭酸ガスレーザー装置３　　赤外レンズ４　　アイリス５　　ガスハンドリングシステム６　　パワーメーター７　　ガスクロマトグラフ８　　質量分析器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　エタン系フロン化合物と酸素を含む混
合系にレ−ザ−光を照射し、生成する酸化物中に炭素１
３を濃縮することを特徴とする炭素１３のレ−ザ−濃縮
法。
【請求項２】　　エタン系フロン化合物と酸素を含む混
合系にレ−ザ−光を照射し、生成する酸化物中に炭素１
３を濃縮した後、該酸化物を更に適宜の濃縮手段に付し
、炭素１３を更に濃縮することを特徴とする炭素１３の
レ−ザ−濃縮法。
【請求項３】　　上記濃縮手段は、化学交換法、蒸留法
又はレ−ザ−濃縮法或いはそれらの組み合わせである請
求項２に記載の炭素１３のレ−ザ−濃縮法。
【請求項４】　　上記濃縮手段が化学交換法である場合
は、必要に応じ適宜の化学処理を加えた後に濃縮する請
求項２又は３に記載の炭素１３のレ−ザ−濃縮法。
【請求項５】　　少なくとも１つの塩素原子又は臭素原
子を含むエタン系フロン化合物と、酸素、ハロゲン及び
ハロゲン化水素から選ばれる一種以上の気体を含む混合
系にレ−ザ−光を照射し、生成する化合物中に炭素１３
を濃縮することを特徴とする炭素１３のレ−ザ−濃縮法
。
【請求項６】　　少なくとも１つの塩素原子又は臭素原
子を含むエタン系フロン化合物と、酸素、ハロゲン及び
ハロゲン化水素から選ばれる一種以上の気体を含む混合
系にレ−ザ−光を照射し、生成する化合物中に炭素１３
を濃縮した後、該化合物を更に適宜の濃縮手段に付し、
炭素１３を更に濃縮することを特徴とする炭素１３のレ
−ザ−濃縮法。
【請求項７】　　上記濃縮手段は、化学交換法、蒸留法
又はレ−ザ−濃縮法或いはそれらの組み合わせである請
求項６に記載の炭素１３のレ−ザ−濃縮法。
【請求項８】　　上記濃縮手段が化学交換法である場合
は、必要に応じ適宜の化学処理を加えた後に濃縮する請
求項６又は７に記載の炭素１３のレ−ザ−濃縮法。
【請求項９】　　ハロゲンが臭素である請求項５又は６
に記載の炭素１３のレ−ザ−濃縮法。
【請求項１０】　　ハロゲン化水素がヨウ化水素である
請求項５又は６のいずれかに記載の炭素１３のレ−ザ−
濃縮法。
【請求項１１】　　メタン系或いはエタン系フロン化合
物に対しレ−ザ−光を照射することによって生成する炭
素１３が濃縮されたオレフィン系化合物に、ハロゲンを
付加せしめ、そのハロゲン化物の赤外多光子分解により
、更に炭素１３の濃縮を行なうことを特徴とする炭素１
３のレ−ザ−濃縮法。