JPS6197021A - Uranium enriching device by laser method - Google Patents

Uranium enriching device by laser method

Info

Publication number
JPS6197021A
JPS6197021A JP21944184A JP21944184A JPS6197021A JP S6197021 A JPS6197021 A JP S6197021A JP 21944184 A JP21944184 A JP 21944184A JP 21944184 A JP21944184 A JP 21944184A JP S6197021 A JPS6197021 A JP S6197021A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
uranium
atomic
atomic beam
crucible
laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP21944184A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Norimasa Yoshida
憲正 吉田
Yoshio Araki
義雄 荒木
Michio Suga
菅 道夫
Hitomi Yamamoto
山本 仁美
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP21944184A priority Critical patent/JPS6197021A/en
Publication of JPS6197021A publication Critical patent/JPS6197021A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To increase the availability rate of uranium vapor and to improve the enriching performance by controlling the vaporization of metallic uranium vapor in an atomic process using metallic uranium. CONSTITUTION:A filament 1 for emitting an electron beam 2 and a deflecting magnetic field 3 for deflecting the electron beam 3 are provided in a cell 15. A crucible 4 for contg. metallic uranium 5 is arranged in the deflecting magnetic field 3. A vaporization part for generating a uranium atomic beam 6 is formed in the crucible 4. Plural atomic beam guided plates 16A, 16B, and 16C are arranged at an angle of theta=theta0 (0 deg.<theta<90 deg.) to the flow of the atomic beam to control the moving direction of the atomic beam 6. Consequently, the amt. of excited and ionized metallic uranium vapor is increased and the availability rate of the uranium vapor is improved. Accordingly, the enriching degree of <235>U is improved, and the separation of <235>U and <238>U is enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明はレーザ法によるウランの濃縮装置に関する。[Detailed description of the invention] [Technical field of invention] The present invention relates to a uranium enrichment device using a laser method.

[発明の技術的背景とその問題点] レーザ法を使用するウラン同位体の分離濃縮技術は、従
来のガス拡散法、ノズル法、化学交換法、遠心分離法等
より分離能力が非常に大きく、カスケードも組む必要が
ないといわれている。このレーザ法によるウランの濃縮
方法にも金属ウランを用いた原子法と六フッ化ウランガ
スを用いた分子法がある。
[Technical background of the invention and its problems] Uranium isotope separation and enrichment technology using a laser method has a much greater separation capacity than conventional gas diffusion methods, nozzle methods, chemical exchange methods, centrifugation methods, etc. It is said that there is no need to build a cascade. There are two ways to enrich uranium using this laser method: an atomic method using metallic uranium and a molecular method using uranium hexafluoride gas.

現在、原子法におけるレーザ法によるウランの濃縮装置
の動作例を第3図により説明する。すなわち、全体を包
囲して枠で示す分離セル15内に配設されフィラメント
1から電子ビーム2を偏向磁場3を介してるつは4上に
収容された金属ウラン5に照射する。
An example of the operation of a uranium enrichment device using a laser method in the current atomic method will be explained with reference to FIG. That is, an electron beam 2 is irradiated from a filament 1, which is disposed in a separation cell 15 which surrounds the entire structure and is indicated by a frame, onto metal uranium 5 housed on a fuselage 4 via a deflection magnetic field 3.

この電子ビーム2によって衝撃された金属ウラン5は、
加熱されて2,000” K〜3,000’ Kにまで
加熱されて、金属ウラン原子ビーム6となって上方へ進
行していく。この原子ビーム6中には、238U原子7
および235U原子8が混合された状態になっている。
The metallic uranium 5 bombarded by this electron beam 2 is
It is heated to 2,000'' K to 3,000' K and travels upward as a metallic uranium atomic beam 6. In this atomic beam 6, 238U atoms 7
and 235U atoms 8 are in a mixed state.

この原子ビーム6中の235 Uの吸収線に相当する振
動数の選択励起レーザ9を照射する。
A selective excitation laser 9 having a frequency corresponding to the absorption line of 235 U in this atomic beam 6 is irradiated.

この選択励起レーザ光9によって濃縮しようとする2!
S Uだけが励起される。
This selective excitation laser beam 9 attempts to concentrate 2!
Only S U is excited.

次に励起した2MUをイオン化するための電離レーザ光
10を照射する。この2種類のレーザビーム9と10に
よって原子ビーム6中のツU8が電離され竹U+11に
変化する。
Next, ionizing laser light 10 is irradiated to ionize the excited 2MU. These two types of laser beams 9 and 10 ionize the atomic beam U8 in the atomic beam 6 and transform it into bamboo U+11.

さて、このイオンを含む原子ビーム6に接地電極12と
陰電極13を用いて電界を作ると、電離されて(\・る
235 (J÷11のみが静電的に陰電1i13に引き
寄せられ、最終的には陰電極13の表面に吸着される。
Now, when an electric field is created for the atomic beam 6 containing these ions using the ground electrode 12 and the negative electrode 13, it is ionized (\・ru235 (only J÷11 is electrostatically attracted to the negative electrode 1i13, Ultimately, it is adsorbed onto the surface of the negative electrode 13.

一方、電離されていない24U7は、この電界の影響を
受けないので直進し、中性原子捕集プレート14に収集
される。
On the other hand, the unionized 24U7 is not affected by this electric field, so it travels straight and is collected by the neutral atom collection plate 14.

ところで、従〜来の原子法によるウラン濃縮装置では、
電子ビームによって加熱された金属ウランの原子ビーム
はすべてがるつぼの上方に進行して選択励起レーザや電
離レーザに照射されるわけでなく、るつぼ上方出口から
180°の角度で四方へ方に進行して、これらるつぼ、
回収電極、回収プレート等を収容した高真空に保持され
た分離セル15内へ飛散していくので、次のような問題
点があった。
By the way, in the conventional uranium enrichment equipment using the atomic method,
The atomic beam of metallic uranium heated by the electron beam does not all travel above the crucible and be irradiated by the selective excitation laser or ionization laser, but instead travels in all directions at an angle of 180° from the upper exit of the crucible. Well, these crucibles,
Since the particles scatter into the separation cell 15, which houses the recovery electrode, recovery plate, etc. and is maintained in a high vacuum, the following problems arise.

第1に分離セルの内壁に金属ウランが付着することにな
り分離セル内の真空度が低下することである。第2に原
子ビームすべてにレーザが照射されないので、金属ウラ
ン蒸気の利用効率が低下するばかりでなく、それに伴っ
て選択励起して電離されるusUの量も低下するので濃
縮度も低下することである。
First, metallic uranium adheres to the inner wall of the separation cell, resulting in a decrease in the degree of vacuum within the separation cell. Second, since not all of the atomic beams are irradiated with the laser, not only the efficiency of using metallic uranium vapor decreases, but also the amount of usU that is selectively excited and ionized decreases, resulting in a decrease in enrichment. be.

[発明の目的] 本発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、レーザを
使用したウランの濃縮装置において、金属ウランを用い
る原子法の場合の金属ウラン蒸気の蒸発を制限してウラ
ン蒸気の有効利用率の向上を図るとともに濃縮性能が向
上したレーザ法によるウランの濃縮装置を提供すること
にある。
[Objective of the Invention] The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to reduce the uranium vapor by limiting the evaporation of metallic uranium vapor in the case of the atomic method using metallic uranium in a uranium enrichment device using a laser. It is an object of the present invention to provide a uranium enrichment device using a laser method, which improves the effective utilization rate and improves the enrichment performance.

[発明の概要] すなわち本発明は、分離セル内に配設されフィラメント
を電子ビームで蒸発させるるつぼの金属ウラン蒸気ビー
ムの出口部両サイドに蒸気ビームの進行方向を制御でき
る高耐熱性で耐蝕性のある、かつ非常に薄い直方体のタ
ンタル等の材料でできた案内板を少なくとも2枚蒸気ビ
ーム方向に設置したことを特徴とするウランの濃縮装置
である。□[発明の実施例] 以下本発明に係る装置の一実施例を第1図および第2図
により説明する。第1図中第3図と同一部分には同一符
号を付している。
[Summary of the Invention] That is, the present invention provides a crucible that is disposed in a separation cell and evaporates filaments with an electron beam, and has a highly heat-resistant and corrosion-resistant material that can control the traveling direction of the vapor beam on both sides of the outlet of the metallic uranium vapor beam. This is a uranium enrichment device characterized by having at least two very thin rectangular parallelepiped guide plates made of material such as tantalum installed in the direction of the steam beam. □ [Embodiment of the Invention] An embodiment of the apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. The same parts in FIG. 1 as in FIG. 3 are given the same reference numerals.

すなわち、本発明はセル15内に電子ビーム2を発生す
るフィラメント1と、この電子ビーム2を偏向する偏向
磁場3が配設されている。偏向磁場3内には金属ウラン
5を収容するるつぼ4が配置されている。このるつぼ4
には、ウラン原子ビーム6を発生させる蒸発部が形成さ
れる。その原子ビーム6の進行方向を制御するために複
数板の原子ビーム案内板16(16A、16B、16C
)をるつぼ4の上方に分離セル15の壁より張り出ずよ
うに設置する。この案内板16A、16B′、16Gは
同心円的に図示してない支持体によって保持されている
。この支持体は必要に応じて分離セルの床、側壁面に固
定される。前記案内板16A、16B、16Gの上方に
は、進行方向を制御された原子ビーム6にl3SU原子
8にだけ吸収される波長を有する選択励起レーザ光9と
、励起された2!S U原子を電離させる電離レーザ光
10を有する光反応部を配置する。
That is, in the present invention, a filament 1 that generates an electron beam 2 and a deflection magnetic field 3 that deflects the electron beam 2 are provided in a cell 15. A crucible 4 containing uranium metal 5 is arranged within the deflection magnetic field 3 . This melting pot 4
An evaporation section is formed in which a uranium atomic beam 6 is generated. In order to control the traveling direction of the atomic beam 6, a plurality of atomic beam guide plates 16 (16A, 16B, 16C) are provided.
) is installed above the crucible 4 so as not to protrude from the wall of the separation cell 15. The guide plates 16A, 16B', and 16G are held concentrically by supports (not shown). This support is fixed to the floor or side wall surface of the separation cell as required. Above the guide plates 16A, 16B, and 16G, a selective excitation laser beam 9 having a wavelength that is absorbed only by the l3SU atoms 8 and an excited 2! A photoreaction section having an ionizing laser beam 10 for ionizing SU atoms is arranged.

そして電離された29U+イオンを回収する陰電極13
と、この陰電極13との間に電場を発生させる設置電極
12からなる235 U回収部を設けるとともに、励起
されない23aUを回収する中性原子捕集プレート14
が設けられている。
A negative electrode 13 collects the ionized 29U+ ions.
A 235U collection unit is provided which is made up of an installed electrode 12 that generates an electric field between the 23aU and the negative electrode 13, and a neutral atom collection plate 14 that collects unexcited 23aU.
is provided.

さらに本発明の中心となる原子ビームを制御する案内板
16A、16B、16Gについて詳細に説明すると、こ
の案内板16A、16B、16Gは高耐熱性で耐蝕性を
有しており、かつ非常に薄い、例えばタンタル等の材料
で形成されてしかも、原子ビームが全反射する表面とな
っている。原子ビーム案内板16A、168116Gの
配置方法はるつば4の上面の凹形をした両サイドのへり
の上方に原子ビーム進行方向に対しQ’ <θ<90°
の範囲の角度を持って第1の案内板16Aが配置され、
さらにこの第1の案内板16Aよりるつぼ4の中心に沿
って案内板16Aと平行に第2および第3の案内板16
B、16Gを各々配置する。
Furthermore, to explain in detail the guide plates 16A, 16B, and 16G that control the atomic beam, which are the core of the present invention, these guide plates 16A, 16B, and 16G have high heat resistance and corrosion resistance, and are very thin. , for example, is made of a material such as tantalum, and has a surface that totally reflects the atomic beam. The atomic beam guide plates 16A and 168116G are arranged above the concave edges of both sides of the upper surface of the crucible 4 at an angle of Q'< θ < 90° with respect to the atomic beam traveling direction.
The first guide plate 16A is arranged at an angle in the range of
Furthermore, second and third guide plates 16 are formed parallel to the guide plate 16A along the center of the crucible 4 from this first guide plate 16A.
Place B and 16G respectively.

次に上記構成のレーザ法によるウランの濃縮装置の作用
について説明する。
Next, the operation of the uranium enrichment apparatus using the laser method having the above configuration will be explained.

すなわち、フィラメント1から大電流の電子ビーム2を
発生させ、偏向磁場3により偏向させてるつぼ4上の金
属ウラン5に照射する。電子ビーム2によって加熱され
た金属ウラン5は、第2図に示すような密度分布を持っ
た原子ビーム6となる。
That is, a large current electron beam 2 is generated from a filament 1 and irradiated onto metal uranium 5 on a crucible 4, which is deflected by a deflecting magnetic field 3. The metallic uranium 5 heated by the electron beam 2 becomes an atomic beam 6 having a density distribution as shown in FIG.

すなわち、原子ビーム案内板16A、168゜160が
存在しない場合には、設置電極12と陰電極13との間
の幅roの範囲の原子ビームがレーザに照射され、陰電
極13に捕集されるが、案内板16A、16B、16G
を原子ビーム進行方向に対してθ−θo(0@<θ<9
0@)で配置することにより、従来、陰電極に捕集され
ていなかった原子ビームが案内板16A、16B、16
Cに反射されて、選択励起レーザ9と電離レーザ10に
よって励起電離された235Uが陰電極に捕集する量は
、第2図の原子ビーム密度のr+  (r+>r、)の
距離に相当し、分離される量が原子ビーム案内板がない
場合よりも増大する。
That is, if the atomic beam guide plates 16A, 168° 160 are not present, the atomic beam in the range of width ro between the installation electrode 12 and the cathode 13 is irradiated with the laser and collected on the cathode 13. However, the guide plates 16A, 16B, 16G
is expressed as θ−θo(0@<θ<9
By arranging the atomic beams at
The amount of 235U reflected by C and excited and ionized by the selective excitation laser 9 and the ionization laser 10 and collected on the cathode corresponds to the distance r+ (r+>r,) of the atomic beam density in Fig. 2. , the amount of separation is increased compared to the case without the atomic beam guide plate.

なお、第2図中、Rは原子ビームの広がり幅、raは設
置電極と陰電極間の幅、rlは案内板の角度をθ−θ0
とした場合の原子ビームが陰電極に捕集される量に相当
する幅である。
In Fig. 2, R is the spreading width of the atomic beam, ra is the width between the installed electrode and the cathode, and rl is the angle of the guide plate.
The width corresponds to the amount of the atomic beam that would be collected by the cathode if

「発明の効果」 以上詳述したように本発明によれば、金属ウランを加熱
蒸発するるつぼが発生するウラン蒸気のビームの放射角
を小さくして、その蒸気ビームの放射方向を制限してい
る。従って、励。起、電離される金属ウラン蒸気量が増
大し、ウラン蒸気の有効利用率が向上するので、ts 
U濃縮度が向上し、2!’5 Uと2”Uとの分離性能
が向上する効果がある。
"Effects of the Invention" As detailed above, according to the present invention, the radiation angle of the uranium vapor beam generated by the crucible for heating and vaporizing metallic uranium is reduced, and the radiation direction of the vapor beam is restricted. . Therefore, encouragement. The amount of uranium metal vapor generated and ionized increases, and the effective utilization rate of uranium vapor increases.
Improved U enrichment, 2! This has the effect of improving the separation performance between '5U and 2''U.

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

第1図は本発明に係るレーザ法によるウランの濃縮装置
の一実施例を示す構成図、第2図は第1図における装置
の金属ウラン蒸気ビームの密度と距離との関係を示す密
度分布図、第3図は従来のレーザ法によるウランの濃縮
装置の構成図である。 1・・・・・・・・・・・・フィラメント4・・・・・
・・・・・・・るつぼ 5・・・・・・・・・・・・金属ウラン9・・・・・・
・・・・・・選択励起レーザ光10・・・・・・・・・
・・・電離レーザ光12・・・・・・・・・・・・設置
電極13・・・・・・・・・・・・陰電極 15・・・・・・・・・・・・分離セル16.16A、
16B、16C ・・・・・・電子ビーム案内板 代理人弁理士   須 山 佐 − 第1図 δ
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a uranium enrichment device using a laser method according to the present invention, and FIG. 2 is a density distribution diagram showing the relationship between the density and distance of the metal uranium vapor beam of the device in FIG. 1. , FIG. 3 is a block diagram of a conventional uranium enrichment device using a laser method. 1...Filament 4...
・・・・・・Crucible 5・・・・・・・・・Uranium metal 9・・・・・・
...Selective excitation laser beam 10...
...Ionizing laser beam 12......Installed electrode 13...Cathode electrode 15...Separation Cell 16.16A,
16B, 16C ・・・・・・Electron beam guide plate agent Patent attorney Sa Suyama - Figure 1 δ

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)分離セル内に配設され金属ウランをるつぼ内に収
容し電子ビームで衝撃して蒸発させ原子ビームを発生さ
せて、該原子ビームに^2^3^5U選択励起用レーザ
と励起されて^2^3^5を電離する電離レーザを照射
するウランの濃縮装置において、前記るつぼの金属ウラ
ン蒸気ビーム出口部の両サイドの上方にそれぞれ原子ビ
ーム進行方向に対して0°<θ<90°の範囲の角度を
持って複数板の原子ビーム案内板を平行に配置したこと
を特徴とするレーザ法によるウランの濃縮装置。
(1) Metallic uranium is placed in a separation cell and placed in a crucible, bombarded with an electron beam and evaporated to generate an atomic beam, which is excited by a ^2^3^5U selective excitation laser. In a uranium concentrator that irradiates an ionizing laser that ionizes ^2^3^5, an angle of 0° < θ < 90 with respect to the atomic beam traveling direction is placed above both sides of the metal uranium vapor beam exit part of the crucible. A uranium enrichment device using a laser method, characterized in that a plurality of atomic beam guide plates are arranged in parallel with an angle in the range of .
JP21944184A 1984-10-19 1984-10-19 Uranium enriching device by laser method Pending JPS6197021A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21944184A JPS6197021A (en) 1984-10-19 1984-10-19 Uranium enriching device by laser method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21944184A JPS6197021A (en) 1984-10-19 1984-10-19 Uranium enriching device by laser method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6197021A true JPS6197021A (en) 1986-05-15

Family

ID=16735454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21944184A Pending JPS6197021A (en) 1984-10-19 1984-10-19 Uranium enriching device by laser method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6197021A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000028631A1 (en) * 1998-11-10 2000-05-18 Tokyo Denshi Kabushiki Kaisha Apparatus for photoreaction

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000028631A1 (en) * 1998-11-10 2000-05-18 Tokyo Denshi Kabushiki Kaisha Apparatus for photoreaction
US6487003B1 (en) 1998-11-10 2002-11-26 Tokyo Denshi Kabushiki Kaisha Optical interaction device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4302676A (en) Isotope separation
JPS6197021A (en) Uranium enriching device by laser method
US3940615A (en) Wide angle isotope separator
JPS61185321A (en) Apparatus for concentrating uranium
JPH0546243B2 (en)
JPH03262518A (en) Isotope separator
JP2637133B2 (en) Isotope separation device
JPH02261520A (en) Isotope separation device
JP3263189B2 (en) Isotope separation device
JPH01245842A (en) Method and apparatus for separating isotopes
JPH0445208B2 (en)
JPS63158120A (en) Isotope separation and its device
JPH0568291B2 (en)
JPH03262517A (en) Recovery of electron for isotope separation apparatus
JPS63134037A (en) Separation of isotope and device therefor
JPH0286814A (en) Method and apparatus for separating isotope
JPH07251033A (en) Metal vapor generator
JPS63236524A (en) Isotope separator
JPH0217923A (en) Method and apparatus for separating isotope
JPH01184030A (en) Separation of isotope and equipment thereof
JPH0586248B2 (en)
JPS62266127A (en) Isotope separator
JPH07116478A (en) Apparatus for generating metal vapor
RU2446003C2 (en) Method of obtaining ytterbium isotopes and apparatus for realising said method
JPS63137738A (en) Method and device for separating isotope