JPS61181525A - レ−ザ−同位体分離用作業物質およびレ−ザ−同位体分離法 - Google Patents
レ−ザ−同位体分離用作業物質およびレ−ザ−同位体分離法Info
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- JPS61181525A JPS61181525A JP2157785A JP2157785A JPS61181525A JP S61181525 A JPS61181525 A JP S61181525A JP 2157785 A JP2157785 A JP 2157785A JP 2157785 A JP2157785 A JP 2157785A JP S61181525 A JPS61181525 A JP S61181525A
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は、Ｓｉの同位体を分離するレーザー同位体分離
に用いられる作業物質およびこの作業物質を用いるＳｉ
のレーザー同位体分離法に関する。
に用いられる作業物質およびこの作業物質を用いるＳｉ
のレーザー同位体分離法に関する。
（従来の技術）
波数１０２〜ｌ Ｑ ３ ｃｍ Ｉの赤外領域における
分子の吸収スペクトルは、分子の振動状態の変化に対応
し、しばしば顕著な同位体効果を示す。そこで特定の同
位体を含む分子に着目し、その分子を吸収の大きな波数
付近の光で照射して選択的に励起し、化学反応を誘起さ
せ分離に導くことが可能である。通常の分子では上述の
領域の光を一光子だけ吸収した場合には、エネルギーが
不充分で化学反応は起こらない。しかし強力な赤外レー
ザー光を照射すると、分子は数十個にも達する光子を吸
収して分解を起こす。この様な分解は赤外多光子解離と
呼ばれている。
分子の吸収スペクトルは、分子の振動状態の変化に対応
し、しばしば顕著な同位体効果を示す。そこで特定の同
位体を含む分子に着目し、その分子を吸収の大きな波数
付近の光で照射して選択的に励起し、化学反応を誘起さ
せ分離に導くことが可能である。通常の分子では上述の
領域の光を一光子だけ吸収した場合には、エネルギーが
不充分で化学反応は起こらない。しかし強力な赤外レー
ザー光を照射すると、分子は数十個にも達する光子を吸
収して分解を起こす。この様な分解は赤外多光子解離と
呼ばれている。
天然のＳｉには質量数２８．２９および３０の同位体が
［”Ｓｉミコ ［” ９Ｓ ｌ］ ： ［３０３１コ＝
９２．２３ ：４、６７ ： ３．１０の比で存在し
ている。これまで赤外多光子解離によるＳｉの同位体分
離はほとんど研究されていない状態で、わずかにＳｉＦ
、を作業物質とした炭酸ガスレーザーによる実験で、”
ＳｉＦ、および”５ＩＦ４の濃縮が報告されているに過
ぎない（Ｊ、Ｌ、 Ｌｙｍａｎ ａｎｄ Ｓ、Ｄ、Ｒｏ
ｃｋｗｏｃｄ；Ｊ、 Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、。
［”Ｓｉミコ ［” ９Ｓ ｌ］ ： ［３０３１コ＝
９２．２３ ：４、６７ ： ３．１０の比で存在し
ている。これまで赤外多光子解離によるＳｉの同位体分
離はほとんど研究されていない状態で、わずかにＳｉＦ
、を作業物質とした炭酸ガスレーザーによる実験で、”
ＳｉＦ、および”５ＩＦ４の濃縮が報告されているに過
ぎない（Ｊ、Ｌ、 Ｌｙｍａｎ ａｎｄ Ｓ、Ｄ、Ｒｏ
ｃｋｗｏｃｄ；Ｊ、 Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、。
Ｖｏｌ、 ４７ 、Ｎｏ、２、Ｐ、 ５９５−６０１
、（１９７６））。
、（１９７６））。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、この実験による濃縮の選択性は極めて低
く、２９Ｓｉおよび３０３ ｒの濃度は５％程度に増加
するだけであり、実用的な面での意義は認め難い。今日
、医薬、農薬の研究、電子材料の開発において、Ｓｌの
同位体に対する需要は高まりつつあり、効率のよい分離
法の開発が望まれている。
く、２９Ｓｉおよび３０３ ｒの濃度は５％程度に増加
するだけであり、実用的な面での意義は認め難い。今日
、医薬、農薬の研究、電子材料の開発において、Ｓｌの
同位体に対する需要は高まりつつあり、効率のよい分離
法の開発が望まれている。
本発明の目的は、Ｓｉの同位体を効率よく分離するレー
ザー同位体分離法および作業物質を提供することにある
。
ザー同位体分離法および作業物質を提供することにある
。
（問題点を解決するための手段）
上記問題点は５ｉａＸｂＨｃ （２≦ａ≦３．０≦ｂ≦
２ａ＋２．２ａ＋２＝ｂ＋ｃでＸは同一又は異なるハロ
ゲン原子）゛で表されるポリシラン化合物を作業物質と
して用いることにより本質的に解決される。このポリシ
ラン化合物に赤外線レーザーを照射することによりＳｉ
の同位体が分離される。
２ａ＋２．２ａ＋２＝ｂ＋ｃでＸは同一又は異なるハロ
ゲン原子）゛で表されるポリシラン化合物を作業物質と
して用いることにより本質的に解決される。このポリシ
ラン化合物に赤外線レーザーを照射することによりＳｉ
の同位体が分離される。
作業物質としての前記５ｉａＸｂＨｃ ポリシラン化合
物は、５ｉｚＦｓ 、５１３Ｆｌｌ 、５１２ＦＳＣ１
，５ｉ２ＦｓＢｒ 。
物は、５ｉｚＦｓ 、５１３Ｆｌｌ 、５１２ＦＳＣ１
，５ｉ２ＦｓＢｒ 。
５ｉ２Ｆｓｔｌおよび５１２ＦＨ３などが例示され、赤
外線レーザーとしては、炭酸ガスレーザー、ＨＦレーザ
ーや波長を変換して赤外線となるレーザー（例えば水素
ラマンレーザー）などが含まれる。この内でも分子振動
との波長のマツチングが良いことおよびレーザー光強度
が高いことから炭酸ガスレーザーが特に好ましい。
外線レーザーとしては、炭酸ガスレーザー、ＨＦレーザ
ーや波長を変換して赤外線となるレーザー（例えば水素
ラマンレーザー）などが含まれる。この内でも分子振動
との波長のマツチングが良いことおよびレーザー光強度
が高いことから炭酸ガスレーザーが特に好ましい。
（作 用）
通常の分子の赤外多光子解離は、レーザー光を集光して
得られる焦点付近のエネルギー密度の高い領域でのみ誘
起され高収率を得ることが困難であるが、前記５ｉａＸ
ｂ）ｌｃ ポリシラン化合物は非常に低いエネルギー密
度のレーザーパルスの照射においても効率よく分解する
。これはＳｉ原子どうしの結合が極めて弱いためである
と考えられる。
得られる焦点付近のエネルギー密度の高い領域でのみ誘
起され高収率を得ることが困難であるが、前記５ｉａＸ
ｂ）ｌｃ ポリシラン化合物は非常に低いエネルギー密
度のレーザーパルスの照射においても効率よく分解する
。これはＳｉ原子どうしの結合が極めて弱いためである
と考えられる。
前記５ｉａＸｂＨｃ ポリシラン化合物は、赤外線レー
ザーの発振領域である９３０〜１０１０６Ｏ８’に分子
の振動に対応する吸収をもち、その付近の赤外線レーザ
ーのパルス光を照射すると、極めて効率よく赤外多光子
解離を起こし、低次シランに分解する。
ザーの発振領域である９３０〜１０１０６Ｏ８’に分子
の振動に対応する吸収をもち、その付近の赤外線レーザ
ーのパルス光を照射すると、極めて効率よく赤外多光子
解離を起こし、低次シランに分解する。
天然のＳｉ化合物には２８Ｓ１の他に１１９３ｉ 、
３０３ｉが一定の割合で存在し、２９３１の赤外線吸収
ピークは２ ａ ３１の吸収ピークよりも低波数側に、
また、３０ Ｓ＋の吸収ピークは更に低波数側に位置す
ることが知られている。従って、天然の前記５ｉａＸｂ
Ｈｃポリシラン化合物に適切な波数のレーザーパルスを
照射すると、吸収スペクトルの差を反映してそれぞれの
同位体を含む分子が選択的に励起され、引き続く分解反
応で２ｓＳｉあるいは３０Ｓｌが低次シラン中に濃縮さ
れる。
３０３ｉが一定の割合で存在し、２９３１の赤外線吸収
ピークは２ ａ ３１の吸収ピークよりも低波数側に、
また、３０ Ｓ＋の吸収ピークは更に低波数側に位置す
ることが知られている。従って、天然の前記５ｉａＸｂ
Ｈｃポリシラン化合物に適切な波数のレーザーパルスを
照射すると、吸収スペクトルの差を反映してそれぞれの
同位体を含む分子が選択的に励起され、引き続く分解反
応で２ｓＳｉあるいは３０Ｓｌが低次シラン中に濃縮さ
れる。
（実施例）
以下、本発明を実施例につき説明する。
第１図は、本発明を実施するために用いられた実験装置
の概略図である。この実験装置は以下の様に構成されて
いる。炭酸ガスＴＥＡレーザー１はヘリウムと炭酸ガス
の混合気体をレーザー媒体として使用する。この炭酸ガ
スＴＥＡレーザー１から発生するパルスレーザ−光２は
、直径１．５ ｃｍのアイリス３を通過したのち反応容
器４内に投射され、内部に充填された作業物質に照射さ
れる。
の概略図である。この実験装置は以下の様に構成されて
いる。炭酸ガスＴＥＡレーザー１はヘリウムと炭酸ガス
の混合気体をレーザー媒体として使用する。この炭酸ガ
スＴＥＡレーザー１から発生するパルスレーザ−光２は
、直径１．５ ｃｍのアイリス３を通過したのち反応容
器４内に投射され、内部に充填された作業物質に照射さ
れる。
反応容器４は、長さ１ｍの筒状の容器であって恒温槽５
の内部に設置されて所定の温度に保持されている。レー
ザー光のエネルギー密度は反応容器４の先に設置された
パワーメーター６によって測定される。反応分解生成物
低次シランの収率ならびにその中に濃縮される２９３ｉ
あるいは３０３ｉの濃度は、レーザーの波数、エネルギ
ー密度、照射温度、試料圧によって複雑に変化するが、
分離の選択性は一般的にエネルギー密度、照射温度、試
料圧を低下させるに従って向上し、選択性におよぼすレ
ーザー波数の影響は吸収スペクトルの差を反映している
場合が多い。
の内部に設置されて所定の温度に保持されている。レー
ザー光のエネルギー密度は反応容器４の先に設置された
パワーメーター６によって測定される。反応分解生成物
低次シランの収率ならびにその中に濃縮される２９３ｉ
あるいは３０３ｉの濃度は、レーザーの波数、エネルギ
ー密度、照射温度、試料圧によって複雑に変化するが、
分離の選択性は一般的にエネルギー密度、照射温度、試
料圧を低下させるに従って向上し、選択性におよぼすレ
ーザー波数の影響は吸収スペクトルの差を反映している
場合が多い。
次に、本発明に従う一実施例につき述べる。第１図に示
された装置を用い、作業物質として室温に保たれた２Ｔ
ｏｒｒの５１２Ｆ６ を用い、レーザー光として波数９
５２．８８ｃｍ−’、エネルギー密度０．３２Ｊｃｍ−
”のパルスレーザ−光を用い、このレーザー光を平行光
のまま作業物質に照射した。照射パルス数は５００であ
った。照射後、試料を液体窒素温度に冷却したトラップ
内に凝縮、捕集し、ついで低温蒸留を行い、生成物３ｉ
Ｆ、を分離した。
された装置を用い、作業物質として室温に保たれた２Ｔ
ｏｒｒの５１２Ｆ６ を用い、レーザー光として波数９
５２．８８ｃｍ−’、エネルギー密度０．３２Ｊｃｍ−
”のパルスレーザ−光を用い、このレーザー光を平行光
のまま作業物質に照射した。照射パルス数は５００であ
った。照射後、試料を液体窒素温度に冷却したトラップ
内に凝縮、捕集し、ついで低温蒸留を行い、生成物３ｉ
Ｆ、を分離した。
第２図は、この様にして得られたＳｉＦ、の赤外吸収ス
ペクトルを示す。”５ＩＦ４の吸収ピークは１０３１．
８ｃｍ−’にあるが、これより１３ｃｍ−’低波数側に
別の吸収ピークが認められ、これは３ （１３ｔ Ｆ４
に対応する。即ち、この赤外吸収スペクトルから、３０
Ｓｌが高濃度で生成物中に濃縮されていることがわかる
。
ペクトルを示す。”５ＩＦ４の吸収ピークは１０３１．
８ｃｍ−’にあるが、これより１３ｃｍ−’低波数側に
別の吸収ピークが認められ、これは３ （１３ｔ Ｆ４
に対応する。即ち、この赤外吸収スペクトルから、３０
Ｓｌが高濃度で生成物中に濃縮されていることがわかる
。
次の表は、生成物Ｓ Ｉ Ｆ ４の質量分析の結果をま
とめたものである。５ＩＦ４から生ずる２１Ｓｌｐ４＋
および”５ｉＦ３＋のイオン信号の強度を１００として
”ＳｉＦ４” 、”５１ｇ４” ナラヒｌ：：”Ｓｔ
ｈ” 、”５ＩＦ３”のイオン信号の強度と、その結
果から求められた２１＋３ｉ、２１Ｓｌおよび３Ｇ３ｉ
の存在比率を示している。
とめたものである。５ＩＦ４から生ずる２１Ｓｌｐ４＋
および”５ｉＦ３＋のイオン信号の強度を１００として
”ＳｉＦ４” 、”５１ｇ４” ナラヒｌ：：”Ｓｔ
ｈ” 、”５ＩＦ３”のイオン信号の強度と、その結
果から求められた２１＋３ｉ、２１Ｓｌおよび３Ｇ３ｉ
の存在比率を示している。
以上の結果より生成物ＳｉＦ、中の同位体比は［２８Ｓ
ｉ］ ： ［”ＳｉＦ ： ［”ＳｉＦ ＝
５０．２ ： １３．１’３６．７であり、天然の
同位体比と較べて２９Ｓｉは２．８倍、３０３ｉは１１
．８倍濃縮されていることがわかる。
ｉ］ ： ［”ＳｉＦ ： ［”ＳｉＦ ＝
５０．２ ： １３．１’３６．７であり、天然の
同位体比と較べて２９Ｓｉは２．８倍、３０３ｉは１１
．８倍濃縮されていることがわかる。
また、作業物質として５ｉｓｈ を使用した以外は上記
実施例と同様の操作により生成物Ｓｉｎ、を辱た。
実施例と同様の操作により生成物Ｓｉｎ、を辱た。
このものの同位体比は質量分析の結果から［”Ｓｉｌ
： ［”ＳｉＦ ： ［”ＳｉＦ ＝ ７
５．３ ： ６．６ ：１８．１であり、天然
の同位体比より明らかに濃縮されていることが理解でき
る。
： ［”ＳｉＦ ： ［”ＳｉＦ ＝ ７
５．３ ： ６．６ ：１８．１であり、天然
の同位体比より明らかに濃縮されていることが理解でき
る。
さらに、これ以外の前記５ｉａＸｂ）ｌｃ ポリシラン
化合物にも同様の実験を行ったところＳｉの同位体を効
率よく分離することができた。
化合物にも同様の実験を行ったところＳｉの同位体を効
率よく分離することができた。
（発明の効果）
本発明は、上述の通り、前記５ｉａＸｂ）ｌｃ ポリシ
ラン化合物からなる作業物質に赤外線レーザーを照射し
て、Ｓｉの同位体を分離することにより ２９Ｓｉおよ
び３０Ｓｉを効率よく分離することができる。
ラン化合物からなる作業物質に赤外線レーザーを照射し
て、Ｓｉの同位体を分離することにより ２９Ｓｉおよ
び３０Ｓｉを効率よく分離することができる。
第１図は、本発明を実施するために使用された実験装置
の概略図、第２図は作業物質としてＳｉ、Ｆ、を使用し
て得られた生成物５ｉＦｓの赤外吸収スペクトルである
。 １・・・・・・炭酸ガスレーザー ２・・・・・・レー
ザー光３・・・・・・アイリス ４・・・・・・反応
容器５・・・・・・恒温槽 ６・・・・・・パワー
メーター情唄蚤
の概略図、第２図は作業物質としてＳｉ、Ｆ、を使用し
て得られた生成物５ｉＦｓの赤外吸収スペクトルである
。 １・・・・・・炭酸ガスレーザー ２・・・・・・レー
ザー光３・・・・・・アイリス ４・・・・・・反応
容器５・・・・・・恒温槽 ６・・・・・・パワー
メーター情唄蚤
Claims (6)
- （１）ＳｉａＸｂＨｃ（２≦ａ≦３、０≦ｂ≦２ａ＋２
、２ａ＋２＝ｂ＋ｃでＸは同一又は異なるハロゲン原子
）で表されるポリシラン化合物であることを特徴とする
Ｓｉのレーザー同位体分離のための作業物質。 - （２）前記ポリシラン化合物がフッ素原子を有するハロ
ゲン化ジシランまたはトリシランであることを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項記載の作業物質。 - （３）前記フッ素原子を有するハロゲン化ジシランがＳ
ｉ＿２Ｆ＿６であることを特徴とする特許請求の範囲第
（２）項記載の作業物質。 - （４）前記フッ素原子を有するハロゲン化トリシランが
Ｓｉ＿３Ｆ＿６であることを特徴とする特許請求の範囲
第（２）項記載の作業物質。 - （５）ＳｉａＸｂＨｃ（２≦ａ≦３、０≦ｂ≦２ａ＋２
、２ａ＋２＝ｂ＋ｃでＸは同一又は異なるハロゲン原子
）で表されるポリシラン化合物に赤外線レーザーを照射
して、Ｓｉの同位体を分離するレーザー同位体分離法。 - （６）前記赤外線レーザーが炭酸ガスレーザーであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第（５）項記載のレーザ
ー同位体分離法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2157785A JPS61181525A (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | レ−ザ−同位体分離用作業物質およびレ−ザ−同位体分離法 |
| US06/824,222 US4824537A (en) | 1985-02-06 | 1986-01-30 | Working substances used in laser isotope separation and method of laser isotope separation |
| CA000501270A CA1285371C (en) | 1985-02-06 | 1986-02-06 | Working substances used in laser isotope separation and method of laserisotope separation |
| DE8686101539T DE3664569D1 (en) | 1985-02-06 | 1986-02-06 | Process for a laser isotope separation of silicon |
| EP86101539A EP0190758B1 (en) | 1985-02-06 | 1986-02-06 | Process for a laser isotope separation of silicon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2157785A JPS61181525A (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | レ−ザ−同位体分離用作業物質およびレ−ザ−同位体分離法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61181525A true JPS61181525A (ja) | 1986-08-14 |
| JPH0256133B2 JPH0256133B2 (ja) | 1990-11-29 |
Family
ID=12058885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2157785A Granted JPS61181525A (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | レ−ザ−同位体分離用作業物質およびレ−ザ−同位体分離法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61181525A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7307233B2 (en) | 2003-09-30 | 2007-12-11 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Isotope separation method and working substance for isotope separation |
| JP2016524793A (ja) * | 2013-05-21 | 2016-08-18 | インテグリス・インコーポレーテッド | 濃縮されたケイ素前駆体組成物およびこれを利用するための装置および方法 |
-
1985
- 1985-02-06 JP JP2157785A patent/JPS61181525A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7307233B2 (en) | 2003-09-30 | 2007-12-11 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Isotope separation method and working substance for isotope separation |
| JP2016524793A (ja) * | 2013-05-21 | 2016-08-18 | インテグリス・インコーポレーテッド | 濃縮されたケイ素前駆体組成物およびこれを利用するための装置および方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0256133B2 (ja) | 1990-11-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |