JPH0471623A - Isotope separator - Google Patents

Isotope separator

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Publication number
JPH0471623A
JPH0471623A JP17964890A JP17964890A JPH0471623A JP H0471623 A JPH0471623 A JP H0471623A JP 17964890 A JP17964890 A JP 17964890A JP 17964890 A JP17964890 A JP 17964890A JP H0471623 A JPH0471623 A JP H0471623A
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JP
Japan
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recovery
recovery plate
plate
isotope
collection
Prior art date
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Pending
Application number
JP17964890A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Nishino
西野 秀一
Hajime Adachi
足立 肇
Toshibumi Yoshida
吉田 俊文
Yasuhiko Matsuda
松田 泰彦
Shigeo Kishi
岸 重雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP17964890A priority Critical patent/JPH0471623A/en
Publication of JPH0471623A publication Critical patent/JPH0471623A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To enhance the operation efficiency by providing a device for continuously supplying plural recovery plates to a vapor passage, a device for successively moving the recovery plates in the vapor passage and a device for continuously recovering the recovery plate vapor-deposited with an isotope, etc. CONSTITUTION:The entire separation cell 11 is divided into a central chamber 25 contg. vaporization crucibles 2, a belt conveyor 6, etc., a handling chamber 26 contg. a recovery plate supply device 13, and a handling chamber 27 contg. a recovery plate collector 15. The ionized isotope is deflected by an electric field toward a product recovery plate 22 acting as a cathode and vapor-deposited on its surface, and the unionized neutral metal ion, etc., are vapor-deposited on the inner surface of a recovery plate main body 20. A recovery unit 12 is sent toward the collector 15 by a belt conveyor 16, placed on a recovery plate collecting rack 19 and discharged from the chamber 27. The recovery unit 12 is placed on the recovery plate mounting rack of the supply device 13 in the chamber 26.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は同位体分離装置に係り、特に金属原料の回収操
作を簡素化するとともに、長時間連続運転を可能とし、
装置の運転経済性を高めた同位体分離装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an isotope separation device, and in particular, it simplifies the recovery operation of metal raw materials and enables continuous operation for a long time.
This invention relates to an isotope separation device that improves the operating economy of the device.

(従来の技術) レーザビームを使用した原子レーザ法の金属原子の同位
体分離装置は、従来のガス拡散法や遠心分離法による同
位体分離装置と比較して同位体の分離効率が非常に高く
、優れている。このため、原子レーザ法を採用した同位
体分離装置は、特定の同位体を所定濃度レベルに達する
まで同一の分離工程をカスケード方式によって多段に繰
り返す必要がなく、分離装置全体が小型でコンパクト化
され、経済性に優れている。
(Prior technology) Metal atom isotope separation equipment using the atomic laser method using a laser beam has a much higher isotope separation efficiency than conventional isotope separation equipment using gas diffusion methods or centrifugation methods. ,Are better. For this reason, isotope separation equipment that uses the atomic laser method does not require repeating the same separation process in multiple stages in a cascade system until a specific isotope reaches a predetermined concentration level, and the entire separation equipment can be made smaller and more compact. , has excellent economic efficiency.

従来のウラン濃縮装置のような、原子レーザ法による金
属原子の同位体分離装置は、一般に第5図に概念的に示
すように構成され、分離セル1内に熱化学的耐性を有す
る蒸発用るつぼ2が設置される。蒸発用るつぼ2の上方
に開口した収納凹部内に同位体分離される金属原料3が
収容される。
An isotope separation device for metal atoms using an atomic laser method, such as a conventional uranium enrichment device, is generally constructed as conceptually shown in FIG. 2 will be installed. A metal raw material 3 to be isotopically separated is stored in a storage recess opened above the evaporation crucible 2.

分離セル1内を真空状態にした後に蒸発用るっぽ2内に
は電子ビーム発生装置としての電子銃4から発射された
電子ビームBが外部磁場コイル5の偏向磁界により偏向
された後に照射され、この電子ビームBの照射により金
属原料3は、例えば3000にの高温に加熱され、溶融
・蒸発せしめられ、金属蒸気流Aを発生させる。
After the inside of the separation cell 1 is made into a vacuum state, the inside of the evaporation ruppo 2 is irradiated with an electron beam B emitted from an electron gun 4 as an electron beam generator after being deflected by the deflection magnetic field of an external magnetic field coil 5. By being irradiated with the electron beam B, the metal raw material 3 is heated to a high temperature of, for example, 3,000 ℃, and is melted and evaporated to generate a metal vapor flow A.

この金属蒸気流人は分離セル1内を上昇し、上昇する金
属蒸気流Aに選択励起レーザ光6が照射される。このレ
ーザ光照射により金属蒸気流Aは回収を特徴とする特定
の同位体金属原子(金属蒸気)Cが選択的に励起され、
イオン化(電離)される。イオン化された同位体Cは、
陽電極7aと陰電極7bとが交互に配設された電極7間
を通過する際に、イオン化同位体Cのみが電圧印加回収
板である陰電極7bの表面に引き寄せられて吸着され、
回収される。
This metal vapor stream rises within the separation cell 1, and the rising metal vapor stream A is irradiated with selective excitation laser light 6. By this laser beam irradiation, specific isotope metal atoms (metal vapor) C, which are characterized by recovery, are selectively excited in the metal vapor flow A,
Ionized (ionized). The ionized isotope C is
When passing between the electrodes 7 in which the positive electrode 7a and the negative electrode 7b are arranged alternately, only the ionized isotope C is attracted and adsorbed to the surface of the negative electrode 7b, which is a voltage application and collection plate.
It will be collected.

一方、イオン化されない同位体金属原子(金属蒸気)は
中性原子として電極7間の電界の影響を受けずに、電極
間を素通りし、電極7の二次側に配置された中性原子捕
集用回収板8に吸引され、回収される。
On the other hand, isotope metal atoms (metal vapor) that are not ionized pass through between the electrodes without being affected by the electric field between the electrodes 7 as neutral atoms, and are collected by a neutral atom collector placed on the secondary side of the electrode 7. It is sucked into the collection plate 8 and collected.

そして回収板に同位体等がある程度堆積した時点で装置
を停止し、分離セル1内の真空状態を解除した後に回収
板を分離セル1内より取り出し、製品となる同位体を収
集する一方、その他の金属成分を加熱炉にて加熱溶融し
て回収したり、回収板から掻き落して回分的に処理回収
していた。回収された金属原料の一部は蒸発用るっぽ2
に還流して再利用し、高価な原料の利用効率を高めてい
る。そして装置を再起動する場合には分離セル1内を、
再度減圧して所定の真空度に調整する煩雑な操作が必要
とされた。
When a certain amount of isotope etc. has accumulated on the collection plate, the apparatus is stopped, and after releasing the vacuum inside the separation cell 1, the collection plate is taken out from inside the separation cell 1 and the isotope that will become the product is collected. The metal components were recovered by heating and melting in a heating furnace, or scraped off from a recovery plate and processed and recovered in batches. Some of the recovered metal raw materials will be used for evaporation in Rupo 2.
The waste is recycled and reused, increasing the efficiency of using expensive raw materials. Then, when restarting the device, inside the separation cell 1,
A complicated operation was required to reduce the pressure again and adjust it to a predetermined degree of vacuum.

上記のような煩雑な操作を解消し、かつ長時間に渡って
装置を連続的に運転でき、大量の金属原料を処理できる
ようにするため、第6図に示すように、回収板に蒸着し
た同位体等を加熱溶融せしめ、液体の状態で連続的に回
収する液化還流方式も試行されている。この方式は、ウ
ラン濃縮のような原子レーザ法同位体分離システムのパ
イロットプラントや商用プラント規模のものについて適
用されている。
In order to eliminate the above-mentioned complicated operations and to enable the equipment to operate continuously over long periods of time and process large amounts of metal raw materials, as shown in Figure 6, a A liquefaction reflux method is also being trialled, in which isotopes are melted by heating and continuously recovered in a liquid state. This method has been applied to pilot plants and commercial plant-scale systems for atomic laser isotope separation systems such as uranium enrichment.

この同位体分離装置の製品回収板となる各陰電極7bの
下端長手方向には受溝9が配設されるとともに、図示し
ないヒータが内蔵されている。各陰電極7b表面に蒸着
した同位体は、ヒータによってその融点以上まで加熱さ
れて溶融し、溶融した同位体は受溝9および樋10を矢
印で示すように流下して、最終的に製品回収容器11内
に回収される。
A receiving groove 9 is disposed in the longitudinal direction of the lower end of each cathode 7b, which serves as a product collection plate of this isotope separation device, and a heater (not shown) is built therein. The isotope deposited on the surface of each cathode 7b is heated to above its melting point by a heater and melted, and the melted isotope flows down the receiving groove 9 and gutter 10 as shown by the arrow, and is finally recovered as a product. It is collected into the container 11.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、第6図に示すような液化還流方式を採用
した場合には、製品回収板としての陰電極から製品回収
容器に至る全経路において、溶融金属を凝固させずに流
下させることができる高温度に保持する必要がある。例
えばウラン同位体の液化回収を行なうためには、少なく
ともウランの融点である約1180℃以上の高温度に加
熱し保持する必要がある。この加熱のためにヒータに供
給する電力は極めて大きく、金属原料の加熱蒸発用に使
用される電子銃への供給電力や選択励起レーザ光発振用
電力にも相当し、同位体分離装置のエネルギ効率を大き
く低下させる原因の1つになっている。
(Problem to be solved by the invention) However, when the liquefaction reflux method as shown in Fig. 6 is adopted, the molten metal is solidified in the entire path from the cathode as a product collection plate to the product collection container. It is necessary to maintain the temperature at a high temperature that allows it to flow down without water. For example, in order to liquefy and recover uranium isotopes, it is necessary to heat and maintain the uranium at a high temperature of at least about 1180° C. or higher, which is the melting point of uranium. The power supplied to the heater for this heating is extremely large, and is equivalent to the power supplied to the electron gun used for heating and evaporating the metal raw material and the power for selective excitation laser beam oscillation, which reduces the energy efficiency of the isotope separation device. This is one of the reasons for the significant decline in

また分離セル内における液化還流方式を実用化させるた
めには、還流経路の高温度保持や、ウラン同位体など腐
食性を有する原料に対する還流経路構成材の耐性やヒー
タの保守管理の簡素化など解決すべき課題が山積されて
いる現状である。
In addition, in order to put the liquefaction reflux method in the separation cell into practical use, solutions must be solved such as maintaining a high temperature in the reflux route, making the reflux route constituent materials resistant to corrosive raw materials such as uranium isotopes, and simplifying the maintenance and management of heaters. The current situation is that there are many issues that need to be addressed.

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
あり、分離セル内において同位体等の液化還流を行なわ
ずに、また分離セル内の真空度を保持した状態□で、長
時間に渡って連続的に金属原料の処理運転を可能とし、
回収操作および運転経済性を大幅に改善した同位体分離
装置を提供することを目的とする。
The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and it can be used for a long time without liquefying and refluxing isotopes, etc. in the separation cell, and while maintaining the degree of vacuum in the separation cell. Enables continuous processing operation of metal raw materials across
The purpose of the present invention is to provide an isotope separation device with significantly improved recovery operations and operational economy.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明は複数の同位体を含有
する金属原料を分離セル内において加熱蒸発せしめて蒸
気流を生成し、蒸気流に含まれる回収を目的とする同位
体と、その他の成分とをそれぞれ回収板に蒸着せしめて
分離する同位体分離装置において、上記蒸気流の通路に
複数の回収板を連続的に補給する回収板補給装置と、補
給された回収板を蒸気流通路に沿って順次移動する回収
板移動装置と、同位体等が蒸着した回収板を連続的に収
集する回収板収集装置とを分離セル内に設けたことを特
徴とする。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention heats and evaporates a metal raw material containing a plurality of isotopes in a separation cell to generate a vapor flow, and recovers contained in the vapor flow. In an isotope separation device that separates a target isotope and other components by vapor-depositing them on recovery plates, a recovery plate replenishing device that continuously supplies a plurality of recovery plates to the vapor flow path; A collection plate moving device that sequentially moves the collected collection plates along the vapor flow path, and a collection plate collection device that continuously collects the collection plates on which isotopes and the like have been deposited are provided in the separation cell. do.

(作用) 上記構成に係る同位体分離装置によれば、回収板補給装
置によって、蒸気流通路に複数の回収板が連続的に補給
され、補給された回収板は回収板移動装置によって蒸気
流通路に沿って移動される。この移動時において回収板
表面には、電気的に分離された同位体やその他の金属原
料成分が蒸着する。同位体等が蒸着した回収板は回収板
収集装置によって連続的に収集される。収集された複数
の回収板は一括して専用の加熱炉等において加熱され、
同位体等は溶融状態で効率的に回収される。
(Function) According to the isotope separation device having the above configuration, a plurality of recovery plates are continuously supplied to the steam flow passage by the recovery plate supply device, and the supplied recovery plates are moved to the steam flow passage by the recovery plate moving device. is moved along. During this movement, electrically separated isotopes and other metal raw material components are deposited on the surface of the collection plate. The collection plate on which isotopes and the like have been deposited is continuously collected by a collection plate collection device. The multiple collected plates are heated all at once in a special heating furnace, etc.
Isotopes etc. are efficiently recovered in a molten state.

本発明装置によれば分離セル内の真空状態を保持した状
態で、複数の回収板が連続的に補給収集されるため、大
量の金属原料を長期間に渡って処理することが可能とな
り、従来の回分操作によって回収板を取り出す方式と比
較して回収操作が著しく簡素化され、装置の運転効率を
大幅に高めることができる。すなわち、1つの回収板に
対する同位体の蒸着量が限界に達した場合でも、他の回
収板が新たに補給されるため、回収板の蒸着容量に規制
されることなく装置を長期間に渡って連続的に運転する
ことが可能であり、装置の運転経済性を大幅に高めるこ
とができる。
According to the device of the present invention, multiple collection plates are continuously replenished and collected while maintaining the vacuum state in the separation cell, making it possible to process a large amount of metal raw materials over a long period of time. Compared to a method in which the collection plates are taken out by batch operations, the collection operation is significantly simplified, and the operating efficiency of the device can be greatly improved. In other words, even if the amount of isotope deposited on one collection plate reaches its limit, other collection plates are newly replenished, so the device can be operated for a long time without being restricted by the evaporation capacity of the collection plate. It is possible to operate continuously, which greatly increases the operating economy of the device.

(実施例) 次に本発明の一実施例について添付図面を参照して説明
する。第1図は本発明の一実施例を示す側断面図である
。なお、第5図および第6図に示す従来例と同一要素に
ついては同一符号を付してその重複した説明を省略する
(Example) Next, an example of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a side sectional view showing one embodiment of the present invention. Note that the same elements as in the conventional example shown in FIGS. 5 and 6 are given the same reference numerals, and redundant explanation thereof will be omitted.

すなわち本実施例に係る同位体分離装置は、複数の同位
体を含有する金属原料3を分離セル1内において加熱蒸
発せしめて蒸気流Aを生成し、蒸気流人に含まれる回収
を目的とする同位体と、その他の成分とをそれぞれ回収
板ユニット12に蒸着せしめて分離する同位体分離装置
において、上記蒸気流Aの通路に複数の回収板ユニット
12゜12を連続的に補給する回収板補給装置13と、
補給された回収板ユニット12を蒸気流通路に沿って順
次移動する回収板移動装置14としてのベルトコンベア
16と、同位体等が蒸着した回収板ユニット12を連続
的に収集する回収板収集装置15とを分離セル1内に設
けて構成される。
That is, the isotope separation apparatus according to this embodiment heats and evaporates the metal raw material 3 containing a plurality of isotopes in the separation cell 1 to generate a vapor flow A, and aims to recover the vapor contained in the vapor flow A. In an isotope separation device that separates isotopes and other components by vapor-depositing them onto recovery plate units 12, recovery plate replenishment involves continuously replenishing the passage of the vapor flow A with a plurality of recovery plate units 12. device 13;
A belt conveyor 16 as a recovery plate moving device 14 that sequentially moves the replenished recovery plate units 12 along the steam flow path, and a recovery plate collection device 15 that continuously collects the recovery plate units 12 on which isotopes and the like have been deposited. are provided in the separation cell 1.

分離セル1内の軸方向底部には、金属原料3を収容した
蒸発用るっぽ2が3連に配置され、その上部両側には、
回収板ユニット12を蒸気流Aの通路に沿って一定速度
で移動させる回収板移動装置14としてのベルトコンベ
ア16が配設されており、そのベルトコンベア16の両
端部にはそれぞれ回収板補給装置13および回収板収集
装置15が配設されている。
At the bottom of the separation cell 1 in the axial direction, three evaporation units 2 containing the metal raw material 3 are arranged, and on both sides of the upper part,
A belt conveyor 16 is provided as a recovery plate moving device 14 that moves the recovery plate unit 12 at a constant speed along the path of the steam flow A, and a recovery plate replenishing device 13 is provided at both ends of the belt conveyor 16, respectively. and a collection plate collection device 15 are provided.

回収板補給装置13は、複数の未使用の回収板ユニット
12・・・を載置した状態で上下動する回収板装着用架
台17と、架台17の最上部にストックされた回収板ユ
ニット12をベルトコンベア16の一端方向に押し出す
ように進退動作する回収板押出機18とから成る。
The collection plate replenishing device 13 includes a collection plate mounting pedestal 17 that moves up and down with a plurality of unused collection plate units 12 placed thereon, and a collection plate unit 12 stocked at the top of the pedestal 17. It consists of a collection plate extruder 18 that moves forward and backward so as to push out toward one end of the belt conveyor 16.

また回収板収集装置15は、ベルトコンベア16の他端
より排出され、表面に同位体等が蒸着した回収板ユニッ
ト12を順次受は取り、所定位置に積み重ねる回収板収
集用架台19と、図示は省略するが、回収板ユニット1
2に蒸着した製品同位体の濃縮度を測定するための濃縮
度モニタと、複数の使用済回収板ユニットを加熱し、ユ
ニットに蒸着した製品同位体およびその他の成分を溶融
せしめて回収する加熱炉等を装備して構成される。
The recovery plate collection device 15 also includes a recovery plate collection mount 19 that sequentially receives the recovery plate units 12 discharged from the other end of the belt conveyor 16 and on which isotopes have been deposited, and stacks them at a predetermined position. Although omitted, recovery plate unit 1
An enrichment monitor for measuring the enrichment of product isotopes deposited on the second unit, and a heating furnace that heats multiple used collection plate units to melt and recover product isotopes and other components deposited on the units. It consists of equipment such as.

また各回収板ユニット12は第2図に示すように、台形
断面状に曲成された回収板本体20と、回収板本体20
の下面に所定間隔をおき、固定支柱21を介して突設さ
れた複数の製品回収板22とから成り、回収板本体20
の両側縁部がベルトコンベア16上に載置され、蒸気流
人の通路に沿って移動自在に構成される。
Each collection plate unit 12 includes a collection plate main body 20 curved in a trapezoidal cross section, and a collection plate main body 20 as shown in FIG.
It consists of a plurality of product collection plates 22 protruding from the lower surface of the main body 20 at predetermined intervals through fixed columns 21.
Both side edges of are placed on the belt conveyor 16 and configured to be movable along the steam flow path.

隣接する製品回収板22の中間部には、陽電極板23が
配設され、この陽電極板23と、陰電極として機能する
製品回収板22とで回収電極が形成される。陽電極板2
3の両端は、図示しないサポートによって分離セル1内
に固定されており、回収板ユニット12とは機構的に分
離されている。
A positive electrode plate 23 is disposed between adjacent product recovery plates 22, and a recovery electrode is formed by this positive electrode plate 23 and the product recovery plate 22 functioning as a negative electrode. Positive electrode plate 2
Both ends of 3 are fixed within the separation cell 1 by supports (not shown), and are mechanically separated from the collection plate unit 12.

また本実施例においては、蒸発用るつぼ2から発生した
蒸気流Aを回収電極方向に案内する機能と、再利用する
原料を回収する機能とを有する原料回収板24を配設し
ている。この原料回収板24も、上記回収板ユニット1
2と同様にユニット状に分割形成されており、複数の原
料回収板24が蒸気通路の両側に沿って、順次補給され
・ベルトコンベア16aに載置された状態で移動され、
最終的に収集されるように構成される。
Further, in this embodiment, a raw material recovery plate 24 is provided which has the function of guiding the vapor flow A generated from the evaporation crucible 2 toward the recovery electrode and the function of recovering raw materials to be reused. This raw material recovery plate 24 also includes the recovery plate unit 1.
2, it is divided into units, and a plurality of raw material recovery plates 24 are sequentially replenished along both sides of the steam passage and moved while being placed on a belt conveyor 16a.
Constructed to be eventually collected.

また分離セル1全体は、第3図および第4図に示すよう
に、蒸発用るつぼ2およびベルトコンベア16等を収容
する中央チャンバ25と、回収板補給装置13を収容す
るノ1ンドリングチャンバ26と、回収板収集装置15
を収容するノ1ンドリングチャンバ27とに区画形成さ
れる。各チャンバ25〜26には内部を減圧するための
真空ポンプ28a、28b、28cと、オペレータカ内
部ヲ透視するためのサイドグラス29と、各チャンバ2
5〜27間に介装させた図示しない封じ切り板を開閉す
る封じ切り弁30a、30bが設けられている。また蒸
気流Aに照射される選択励起レーザ光6がハンドリング
チャンバ26を経て中央チャンバ25内に入射するよう
に構成される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the entire separation cell 1 includes a central chamber 25 that accommodates the evaporation crucible 2, the belt conveyor 16, etc., and a nodding chamber 26 that accommodates the recovery plate replenishing device 13. , collection board collection device 15
It is divided into a holding chamber 27 and a holding chamber 27 for accommodating the holding chamber 27. Each of the chambers 25 to 26 includes vacuum pumps 28a, 28b, and 28c for reducing the pressure inside, a side glass 29 for allowing the operator to see through the inside, and
Sealing valves 30a and 30b are provided for opening and closing sealing plates (not shown) interposed between the valves 5 and 27. Further, the selective excitation laser beam 6 irradiated onto the vapor flow A is configured to enter the central chamber 25 through the handling chamber 26 .

分離セル1内へ回収板ユニット12を収容する場合は、
予め封じ切り板を閉にして、ノ1ンドリングチャンバ2
6を大気開放状態にして実施する。
When storing the collection plate unit 12 in the separation cell 1,
Close the sealing plate in advance and open the no. 1 handling chamber 2.
6 is carried out in an open state to the atmosphere.

この場合においても中央チャンバ25内は封じ切り板に
よって密閉されているため、真空状態に保持される。次
のこのノ\ンドリングチャンバ26内を真空ポンプ28
bによって真空排気を行ない、ハンドリングチャンバ2
6内の真空度が中央チャンバ25内と等しくなった時点
で封じ切り弁30aを開け、両チャンバ25.26間に
配設した封じ切り板を開放する。
Even in this case, the interior of the central chamber 25 is sealed by the sealing plate, so that it is maintained in a vacuum state. Next, vacuum pump 28 moves inside this nodling chamber 26.
The handling chamber 2 is evacuated by b.
When the degree of vacuum in the chamber 6 becomes equal to that in the central chamber 25, the sealing valve 30a is opened, and the sealing plate disposed between both chambers 25 and 26 is opened.

ハンドリングチャンバ26内に収容された複数の回収板
ユニット12は回収板装着用架台13上部に多段に重ね
られて収納される。収納された回収板ユニット12は上
段部のものから順次、回収板押出機18によってベルト
コンベア16上に押し出される。押し出された回収板ユ
ニット12はベルトコンベア16上に載置され一定の移
動速度で光反応部中を回収板収集装置15方向に水平に
移動する。
A plurality of recovery plate units 12 housed in the handling chamber 26 are stacked and stored in multiple stages above the recovery plate mounting frame 13. The stored collection plate units 12 are sequentially pushed out onto the belt conveyor 16 by a collection plate extruder 18 starting from the one in the upper stage. The extruded collection plate unit 12 is placed on a belt conveyor 16 and moves horizontally in the direction of the collection plate collection device 15 through the photoreaction section at a constant moving speed.

一方蒸発用るつぼ2の金属原料3には電子銃から加熱用
の電子ビームが照射され、金属原料3は溶融して蒸発し
、蒸気流Aとなる。蒸気流Aは原料回収板24に案内さ
れて回収板ユニット12方向に流れる。蒸気流Aは、製
品回収板22と陽電極板23との間の光反応部に照射さ
れた選択励起レーザ光6によって、選択的に励起され陽
イオン化同位体となる。イオン化同位体は電極間に形成
された電界によって、陰電極として機能する製品回収板
22方向に偏向力を受けて、その表面に蒸着する。一方
イオン化されなかった中性金属原子等は回収電極部を通
過して回収板本体20の下面に蒸着する。
On the other hand, the metal raw material 3 in the evaporation crucible 2 is irradiated with a heating electron beam from an electron gun, and the metal raw material 3 is melted and evaporated to become a vapor flow A. The steam flow A is guided by the raw material recovery plate 24 and flows toward the recovery plate unit 12 . The vapor flow A is selectively excited to become a cationized isotope by the selective excitation laser beam 6 irradiated to the photoreaction area between the product recovery plate 22 and the positive electrode plate 23. The ionized isotope is deflected in the direction of the product collection plate 22, which functions as a negative electrode, by the electric field formed between the electrodes, and is deposited on the surface of the product collection plate 22. On the other hand, neutral metal atoms etc. that have not been ionized pass through the recovery electrode section and are deposited on the lower surface of the recovery plate main body 20.

回収を目的とする製品同位体およびその他の成分がある
程度蒸着した回収板ユニット12はベルトコンベア16
によって順次、回収板収集装置15方向に送られ、先端
部のものから、回収板収集用架台19上に送り出され、
積層した状態で収容される。
A recovery plate unit 12 on which a certain amount of product isotopes and other components to be recovered is deposited is transported to a belt conveyor 16.
are sequentially sent in the direction of the collection board collection device 15, and are sent out onto the collection board collection stand 19, starting with the one at the tip,
They are stored in a stacked state.

ところで蒸発用るつぼ2から蒸発して生成した蒸気流A
の多くが、原料回収板24に付着することが確認されて
おり、この付着量は全蒸発量の60%に達する場合もあ
る。しかし、第2図に示すように、複数の原料回収板2
4を順次補給し、さらにベルトコンベア16aによって
移動せしめて、回収板ユニット12と同様に回収する方
式を採用することによって、原料回収板24に付着する
金属原料も容易に回収でき、金属原料の再利用が容易と
なる。
By the way, the vapor flow A generated by evaporation from the evaporation crucible 2
It has been confirmed that most of the evaporation amount adheres to the raw material recovery plate 24, and the amount of adhesion may reach 60% of the total evaporation amount. However, as shown in FIG.
4 is sequentially replenished and further moved by the belt conveyor 16a, and is collected in the same manner as the collection plate unit 12. By adopting a method in which the metal raw materials adhering to the raw material collection plate 24 can be easily collected, the metal raw materials can be recycled. Easy to use.

しかし原料回収板24に付着する金属原料は多量に堆積
しても同位体の分離効率に大きな影響を及ぼすことが少
ないことから、原料回収板24は移動式とせずに長時間
運転を実施した後の保守点検に合せて分離セル1内から
適宜−括して回収処理する方式でもよい。
However, even if a large amount of metal raw materials adheres to the raw material recovery plate 24, it does not have a large effect on the isotope separation efficiency, so the raw material recovery plate 24 is not mobile and after long-term operation. A method may also be adopted in which the materials are collected and processed from within the separation cell 1 in bulk as appropriate during maintenance and inspection.

そして回収板収集装置15内に収集された多数の回収板
ユニット12は、ハンドリングチャンバ27から取り出
される。取り出し操作は、まず封じ切り弁30bを閉止
しておき、ハンドリングチャンバ27内を真空ポンプ2
8cで真空排気を行なう。そしてハンドリングチャンバ
27内の真空度が中央チャンバ25内と同等となった時
点で封じ切り弁30bを開き、中央チャンバ25とハン
ドリングチャンバ27との間に設けた封じ切り板を開放
し、収集された回収板ユニット12・・・をハンドリン
グチャンバ27内に移動させた後に、再び封じ切り弁3
0bを閉止することによって、中央チャンバ25とハン
ドリングチャンバ27との間を封じ切る。その後、ハン
ドリングチャンバ27を真空開放し、収集された回収板
ユニット12を取り出す。
The large number of collection plate units 12 collected in the collection plate collection device 15 are then taken out from the handling chamber 27. In the take-out operation, first close the shutoff valve 30b, and then run the vacuum pump 2 inside the handling chamber 27.
Perform vacuum evacuation at 8c. Then, when the degree of vacuum in the handling chamber 27 becomes equal to that in the central chamber 25, the sealing valve 30b is opened, the sealing plate provided between the central chamber 25 and the handling chamber 27 is opened, and the collected After moving the recovery plate unit 12... into the handling chamber 27, the shutoff valve 3 is opened again.
By closing 0b, the space between the central chamber 25 and the handling chamber 27 is sealed off. Thereafter, the handling chamber 27 is opened to vacuum, and the collected collection plate unit 12 is taken out.

大気中に取り出された回収板ユニット12は、製品回収
板22と回収板本体20とに分解された後に、濃縮度モ
ニタを使用して各表面に蒸着した製品同位体の濃縮度を
測定し、その測定結果により製品と廃品と再利用品とに
分類される。分類毎の部品は一括して専用の加熱炉内に
挿入され、製品と廃品と再利用品とが個別に溶融回収さ
れる。
The recovery plate unit 12 taken out into the atmosphere is decomposed into a product recovery plate 22 and a recovery plate main body 20, and then an enrichment monitor is used to measure the enrichment of the product isotope deposited on each surface. Based on the measurement results, the products are classified into products, waste products, and reused products. Parts for each category are inserted into a dedicated heating furnace, and products, waste products, and reusable products are individually melted and collected.

再利用品は再び金属原料3として蒸発用るっぽ2内に供
給される。
The reused product is again supplied into the evaporator 2 as a metal raw material 3.

以上述べたように本実施例に係る同位体分離装置を使用
することにより、分離セル1内で金属原料3の液化還流
を行なわずに、蒸気流通路に連続的に補給される複数の
回収板ユニット12に、製品同位体および再利用同位体
を蒸着せしめ、それらの回収板ユニット12を一括して
分離セル1外に取り出し、濃縮度モニタで製品同位体と
廃品、再利用品の区分を明確にした後に、専用の加熱炉
で溶融回収を行なう方式となるため、従来の分離セル1
内における液化還流方式と比較して熱の利用効率が高く
、溶融回収を確実に実施できる利点がある。
As described above, by using the isotope separation device according to this embodiment, a plurality of recovery plates are continuously supplied to the vapor flow path without liquefying and refluxing the metal raw material 3 in the separation cell 1. The product isotope and the reusable isotope are deposited on the unit 12, and the collection plate unit 12 is taken out of the separation cell 1 all at once, and the concentration monitor clearly distinguishes between the product isotope, the waste product, and the reuse product. The method uses a special heating furnace to melt and recover the cells after the
Compared to the internal liquefaction reflux method, the heat utilization efficiency is higher, and the advantage is that melting and recovery can be carried out reliably.

特に単一の回収板を固定的に配備して、回収操作を回分
式に行なっていた従来装置とは異なり、本実施例装置で
は複数の回収板ユニット12を連続して補給し移動し収
集するシステムとなるため、分離セル1内の真空度を保
持した状態で長時間に渡り装置を連続して運転すること
が可能となり、大量の金属原料を効率的に分離すること
ができる。
In particular, unlike conventional devices in which a single collection plate is fixedly arranged and the collection operation is performed batchwise, in this embodiment, a plurality of collection plate units 12 are continuously replenished, moved, and collected. As a system, it becomes possible to operate the apparatus continuously for a long time while maintaining the degree of vacuum in the separation cell 1, and it is possible to efficiently separate a large amount of metal raw materials.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明の通り、本発明に係る同位体分離装置によれば
、分離セル内の真空状態を保持した状態で、複数の回収
板が連続的に補給収集されるため、大量の金属原料を長
期間に渡って連続的に処理することが可能となり、従来
の回分操作によって回収板を取り出す方式と比較して回
収操作が著しく簡素化され、装置の運転効率を大幅に高
めることができる。すなわち、1つの回収板に対する同
位体の蒸着量が限界に達した場合でも、他の回収板が新
たに補給されるため、回収板の蒸着容量に規制されるこ
となく装置を長期間に渡って連続的に運転することが可
能であり、装置の運転経済性を大幅に高めることができ
る。
As explained above, according to the isotope separation apparatus according to the present invention, a plurality of collection plates are continuously replenished and collected while maintaining a vacuum state in the separation cell, so a large amount of metal raw materials can be collected for a long period of time. It is now possible to perform continuous processing over a period of time, and the collection operation is significantly simplified compared to the conventional method of taking out the collection plates in batch operations, making it possible to significantly improve the operating efficiency of the device. In other words, even if the amount of isotope deposited on one collection plate reaches its limit, other collection plates are newly replenished, so the device can be operated for a long time without being restricted by the evaporation capacity of the collection plate. It is possible to operate continuously, which greatly increases the operating economy of the device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る同位体分離装置の一実施例を示す
断面図、第2図は第1図における■−■矢視断面図、第
3図は分離セルの外形を示す平面図、第4図は分離セル
の外形を示す側面図、第5図は従来の同位体分離装置の
構成を概念的に示す断面図、第6図は分離した同位体を
回収する機構を示す従来装置の斜視図である。 1・・・分離セル、2・・・蒸発用るつぼ、3・・・金
属原料、12・・・回収板ユニット、13・・・回収板
補給装置、14・・・回収板移動装置、15・・・回収
板収集装置、16.16a・・・ベルトコンベア、22
・・・製品回収板、A・・・金属蒸気流。 第3図 第4rs 第6図
FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of the isotope separation device according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view showing the outer shape of the separation cell. Fig. 4 is a side view showing the external shape of the separation cell, Fig. 5 is a sectional view conceptually showing the configuration of a conventional isotope separation device, and Fig. 6 is a conventional device showing the mechanism for recovering separated isotopes. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Separation cell, 2... Crucible for evaporation, 3... Metal raw material, 12... Recovery plate unit, 13... Recovery plate supply device, 14... Recovery plate moving device, 15. ...Recovery plate collection device, 16.16a...Belt conveyor, 22
...Product recovery plate, A...Metal vapor flow. Figure 3 Figure 4rs Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 複数の同位体を含有する金属原料を分離セル内において
加熱蒸発せしめて蒸気流を生成し、蒸気流に含まれる回
収を目的とする同位体と、その他の成分とをそれぞれ回
収板に蒸着せしめて分離する同位体分離装置において、
上記蒸気流の通路に複数の回収板を連続的に補給する回
収板補給装置と、補給された回収板を蒸気流通路に沿っ
て順次移動する回収板移動装置と、同位体等が蒸着した
回収板を連続的に収集する回収板収集装置とを分離セル
内に設けたことを特徴とする同位体分離装置。
A metal raw material containing multiple isotopes is heated and evaporated in a separation cell to generate a vapor flow, and the isotope to be recovered and other components contained in the vapor flow are respectively deposited on a recovery plate. In the isotope separation device that separates,
A recovery plate replenishing device that continuously supplies a plurality of recovery plates to the vapor flow path, a recovery plate moving device that sequentially moves the supplied recovery plates along the vapor flow path, and a recovery plate with vapor-deposited isotopes, etc. An isotope separation device characterized in that a recovery plate collection device for continuously collecting plates is provided in a separation cell.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7708961B2 (en) 2007-03-31 2010-05-04 Advanced Applied Physics Solutions, Inc. Method and apparatus for isolating the radioisotope 186Rhenium
US9587292B2 (en) 2009-10-01 2017-03-07 Advanced Applied Physics Solutions, Inc. Method and apparatus for isolating the radioisotope molybdenum-99

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7708961B2 (en) 2007-03-31 2010-05-04 Advanced Applied Physics Solutions, Inc. Method and apparatus for isolating the radioisotope 186Rhenium
US8211390B2 (en) 2007-03-31 2012-07-03 Advanced Applied Physics Solutions, Inc. Method and apparatus for isolating a radioisotope
US9587292B2 (en) 2009-10-01 2017-03-07 Advanced Applied Physics Solutions, Inc. Method and apparatus for isolating the radioisotope molybdenum-99

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