JPH08283879A - 金属の蒸発回収装置 - Google Patents

金属の蒸発回収装置

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JPH08283879A
JPH08283879A JP7089451A JP8945195A JPH08283879A JP H08283879 A JPH08283879 A JP H08283879A JP 7089451 A JP7089451 A JP 7089451A JP 8945195 A JP8945195 A JP 8945195A JP H08283879 A JPH08283879 A JP H08283879A
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JP
Japan
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metal
recovering
recovered
recovery
crucible
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JP7089451A
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English (en)
Inventor
Takuya Fukumura
卓也 福村
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LASER NOSHUKU GIJUTSU KENKYU
LASER NOSHUKU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Original Assignee
LASER NOSHUKU GIJUTSU KENKYU
LASER NOSHUKU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】高温に加熱することなく、金属蒸気を簡単な構
造によって回収することができる金属の蒸発回収装置を
提供する。 【構成】レーザー法同位体分離において金属蒸気を低温
で回収する金属の蒸発回収装置である。レーザー法同位
体分離装置において、電離して回収電極3によって回収
されなかった金属蒸気は金属帯4に衝突する。金属帯4
に付着した金属蒸気101は急速冷却され、腐食を抑制
しながら固化される。ローラ5の回転に伴い金属帯4が
一方向に移動し、途中移動方向が変化する点で固化した
金属蒸気がフレーク状にはく離され、低温回収される。
ここで、ローラ5は、内部導入された冷却水によって所
望の温度に冷却される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、るつぼ内に収容した金
属原料を電子銃等を用いて蒸発させ、その後金属蒸気を
冷却固化させ、回収する金属の蒸発回収装置に関する。
また、本発明は、例えばレーザー法により同位体金属を
分離回収する同位体分離装置において特に有効である。
【0002】
【従来の技術】同位体とは同じ元素でありながら原子核
の中性子の数が異なることにより、質量が異なるものを
いう。
【0003】レーザー法による同位体分離とは、レーザ
ー光をあてたときに励起するスペクトルが同位体により
異なることを利用して、特定の同位体だけを励起・電離
し、電極等を用いて回収する方法である。
【0004】従来のレーザ同位体分離法として、有沢他
「レーザ法によるウラン濃縮」原子力学会誌Vol.2
2,No.2(1980)79頁−84頁がある。この方
法では特定の同位体原子を複数のレーザ光で選択的に電
離し、これを電磁界で回収電極板上に付着させ回収して
いる。
【0005】従来の装置構成を図3に示す。電子ビーム
31でるつぼ32中のウラン等の金属33を加熱し蒸発
させる。生成された金属蒸気はコリメータ34及びイオ
ン回収電極35の間を通り金属回収板36に付着する。
金属蒸気が回収電極間を通過する際にレーザで特定の同
位体原子のみを選択的に電離し、これを回収電極間に印
加した電磁界で捕集し極板上に付着させる。そして、極
板上に付着した金属を融点以上の高温に維持し、液化し
て流下させ、回収する。なお、30は蒸気封入器であ
り、るつぼ32から発生した金属蒸気流が他の部位で干
渉することを防ぐためのものである。図3においては、
説明を簡単にするため、この蒸気封入器30の天井部が
同位体分離後の金属の回収部36を兼ねている。また、
金属回収部36は、その全体が真空容器(図示せず)内
に入れられている。
【0006】図4は、同位体分離後の金属の液化回収の
概要を示している。図4において、36は同位体分離後
の金属の回収部である。ここに付着した金属は融点以上
に加熱され、液化された後、矢印102によって示され
るようにして重力により流下する。42は流下した金属
を受ける樋であり、ここで受けた金属は樋の傾きに沿っ
て集められ、回収される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、同位
体分離後の金属の回収部においては、金属を融点以上に
加熱する必要があり、そのための熱源も必要となる。ま
た、回収部の材質および構造は高温での強度、熱変形の
少ないことが求められる。さらに、金属によっては高温
で腐食性を持つため、耐食性も求められる。
【0008】本発明の目的は、高温に加熱することな
く、金属蒸気を簡単な構造によって回収することができ
る金属の蒸発回収装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第1の観点にかかる金属の蒸発回収装置に
おいては、金属原料を収容する蒸発用るつぼと、前記金
属原料を加熱・蒸発させる加熱手段と、るつぼより発生
した金属蒸気流を固化・回収する手段を有する。
【0010】金属蒸気流を固化・回収する手段は、るつ
ぼ上方に設置されたエンドレスの移動帯と、該移動帯を
一方向に移動させる手段と、該移動帯の表面温度を少な
くとも金属の融点以下の温度に保持する手段から構成さ
れ、金属蒸気流が該移動帯に付着し、固化された後、回
収される。
【0011】また、本発明の第2の観点にかかる金属の
蒸発回収装置においては、移動帯が金属製の帯から構成
されているとともに、移動手段が電動機と、該電動機に
よって一方向に回転させられる少なくとも2個の回転軸
から構成されている。
【0012】さらに、本発明の第3の観点にかかる金属
の蒸発回収装置においては、上述の金属帯を一方向に移
動させるための回転軸が、その内部空間を流れる冷却体
によって冷却され、それによって金属帯が回収対象金属
の融点以下に冷却される。冷却体としては、冷却液(例
えば水)や冷却ガス(例えばフロンガス)が使用され
る。
【0013】さらにまた、本発明の第4の観点にかかる
金属の蒸発回収装置は、真空容器と、該容器内に設置さ
れた金属原料の蒸発用るつぼと、金属原料を加熱・蒸発
させる加熱手段と、るつぼより発生した金属蒸気流に特
定波長のレーザー光を照射して同位体金属を電離させる
手段と、電離した同位体金属を電極を用いて回収する手
段を備えているとともに、電極回収手段の上方に回収対
象金属の融点以下の温度に保持されたエンドレスの金属
帯を設け、電極回収手段において回収されなかった同位
体金属を、該金属帯に付着・固化させて回収するよう構
成されている。
【0014】
【作用】上述の第1乃至第3の観点に係る本発明の蒸発
回収装置は、一般の金属の蒸発回収に関係している。ま
た、上述の第4の観点に係る本発明の蒸発回収装置は、
特に同位体金属の蒸発回収に関係している。いずれの観
点に係る蒸発回収装置においても、金属蒸気流をその金
属の融点温度よりも低温で固化させた後、回収する方式
を採用している。したがって、金属を高温に加熱する必
要がなく、熱源が不要であるばかりでなく、高温での強
度、熱変形、さらには耐食性も考慮する必要がない。
【0015】特に、第2の観点に係る本発明の蒸発回収
装置において、金属帯を、後述されるような二重構造ま
たはメッシュ状に形成した場合には、その耐久性が一層
向上する。
【0016】
【実施例】以下本発明の好適な実施例について、図1お
よび図2を用いて説明する。
【0017】図1は、本発明の概念を示す図であって、
金属の蒸発回収装置の全体構成を示している。また、図
2は、図1の金属製移動帯の具体的構造を表わしてい
る。図1および図2において、1はるつぼ、2は電子
銃、そして3は回収電極である。これらの構造および動
作は従来のものと同一である。回収対象金属が同位体金
属ではない一般的な金属の場合には、回収電極3は必ら
ずしも必要としない。
【0018】4は、熱伝導性の優れた金属から作られた
金属帯であり、5は金属帯4を一方向に一定速度で移動
させるための駆動ローラである。金属帯4は、その表面
で金属蒸気101を固化させる働きをする。したがっ
て、別途設けられた冷却装置によって回収対象金属の融
点以下の温度に十分冷却され得る程度の熱伝導率を有す
るとともに、その表面で固化した金属がはく離しやすい
性質を持つ金属であることが望ましい。例えば、回収対
象金属がウラン(U)やガドリウム(Gd)の場合に
は、その材料として、銅やアルミニウムが好適である。
なお、回収対象金属がはく離し易いように、金属帯表面
に特殊なコ−ティングを施しても良い。また、ローラ5
は、電動機(図示せず)によって一定速度で回転させら
れる。ローラ5は、管状になっており(図2参照)、外
部に設けられた冷却装置(図示せず)から送られてくる
冷却水がその内部に通水され、金属帯4を冷却する構造
になっている。したがって、このローラ5も熱伝導率の
高い材料(例えば、アルミニウム)で作られることが望
ましい。ローラ5の速度は、冷却温度によっても異なる
が、金属帯でふく射熱と固化熱を除去できる程度の速度
に設定される。
【0019】次に図2を参照する。図2は、本発明に係
る金属の蒸気回収装置において使用する金属帯の構造を
示している。図2において、50はローラ5内の管状空
間であり、この空間を冷却液(またはガス)が流され、
ローラ5が冷却される。図2(A)および(B)におい
て、21は金属蒸気を冷却・固化するための金属帯(金
属帯)である。図2(B)の帯22は金属帯21を支持
するためのものであり、ローラ5との接触摩擦を考える
と必ずしも金属である必要はないが、より良い熱伝導性
を求める場合には、金属(21と同一の金属であっても
良い)であることが好ましい。図2(C)は、金属帯8
(図1参照)をメッシュ状金属で構成したもの(23)
を示している。この例のように、金属帯をメッシュ状に
することによって、金属帯がローラ5を軸として曲げら
れる場合の柔軟性および耐久性を高めることができる。
しかし、固化金属の金属帯からのはく離性の良さを考え
れば、このメッシュはできるだけち密であることが望ま
しい。
【0020】次に動作について、図1を参照して説明す
る。
【0021】電子ビーム100でるつぼ1中のウラン等
の金属を加熱し蒸発させる。生成された金属蒸気101
はコリメータ及びイオン回収電極3の間を通り金属回収
用の金属帯4に付着する。金属蒸気が回収電極間を通過
する際にレーザで特定の同位体原子のみを選択的に電離
し、これを回収電極間に印加した電磁界で捕集し極板上
に付着させる。そして、極板上に付着した金属は融点以
上の高温に維持され、液化回収される。また、回収電極
3によって回収されなかった金属は、金属帯4によって
冷却・固化される。そして、金属帯がロ−ラ5を軸とし
て曲げられる際にその金属帯4からはく離・落下し、回
収ベルト8によって回収される。なお、必要であれば、
例えば鋼板を金属帯に近接させて取り付けるなどして、
冷却固化された金属を強制的にはく離・落下させるよう
にしても良い。
【0022】ここで、前述したようにるつぼ内の物質か
ら金属をすべて回収するような場合には、回収電極3は
不要であり、すべての金属蒸気を直接金属帯4で冷却・
固化しても良い。
【0023】
【発明の効果】前述したように、本発明では、冷却固化
方式を採用しているので、高温に加熱するためのヒータ
が不要であり、経済性が向上する。また、高温に耐える
材料を使用する必要が無く、安価な材料を使用できるの
で経済性が向上する。さらに、耐食性材料を使用する必
要が無く、安価な材料を使用できるので経済性が向上す
るという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る金属の蒸気回収装置の概念を示す
図である。
【図2】本発明に係る金属の蒸気回収装置において使用
する金属帯の構造を示す図である。
【図3】従来技術でのレーザー法同位体分離装置の概要
図である。
【図4】従来技術での金属の液化回収法を示す概要図で
ある。
【符号の説明】
1 るつぼ 2 電子銃 3 回収電極 4 金属帯 5 ローラ 7 真空容器 8 回収ベルト 100 電子ビ−ム 101 金属蒸気

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属原料を収容する蒸発用るつぼと、前記
    金属原料を加熱・蒸発させる加熱手段と、前記るつぼよ
    り発生した金属蒸気流を固化・回収する手段を有する金
    属の蒸発回収装置であって、 前記金属蒸気流を固化・回収する手段が、前記るつぼ上
    方に設置されたエンドレスの移動帯と、該移動帯を一方
    向に移動させる手段と、該移動帯の表面温度を少なくと
    も前記金属の融点以下の温度に保持する手段から構成さ
    れ、前記金属蒸気流が該移動帯に付着し、固化された
    後、回収されることを特徴とする金属の蒸発回収装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の蒸発回収装置において、
    前記移動帯が二重構造の金属製の帯から成り、前記移動
    手段が、電動機と該電動機によって一方向に回転させら
    れる少なくとも2つの回転軸を有することを特徴とする
    金属の蒸発回収装置。
  3. 【請求項3】請求項2に記載の蒸発回収装置において、
    前記回転軸自体がその内部空間を流れる冷却体によって
    冷却され、それによって前記金属帯が回収対象金属の融
    点以下に冷却されることを特徴とした金属の蒸発回収装
    置。
  4. 【請求項4】真空容器と、該容器内に設置された金属原
    料の蒸発用るつぼと、前記金属原料を加熱・蒸発させる
    加熱手段と、前記るつぼより発生した金属蒸気流に特定
    波長のレーザー光を照射して同位体金属を電離させる手
    段と、電離した同位体金属を電極を用いて回収する手段
    を有する金属の蒸発回収装置において、 前記電極回収手段の上方に回収対象金属の融点以下の温
    度に保持されたエンドレスの金属帯を設置し、前記電極
    回収手段において回収されなかった同位体金属を、該金
    属帯に付着・固化させて回収することを特徴とする金属
    の蒸発回収装置。
JP7089451A 1995-04-14 1995-04-14 金属の蒸発回収装置 Pending JPH08283879A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000024946A1 (en) * 1998-10-23 2000-05-04 Avery Dennison Corporation Process for making metal flakes
WO2000043565A1 (de) * 1999-01-20 2000-07-27 Hilmar Weinert Verfahren und vorrichtung zur herstellung von farbpigmenten
US6863851B2 (en) 1998-10-23 2005-03-08 Avery Dennison Corporation Process for making angstrom scale and high aspect functional platelets

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