JPS62176526A - Apparatus for separating isotope - Google Patents

Apparatus for separating isotope

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JPS62176526A
JPS62176526A JP1569886A JP1569886A JPS62176526A JP S62176526 A JPS62176526 A JP S62176526A JP 1569886 A JP1569886 A JP 1569886A JP 1569886 A JP1569886 A JP 1569886A JP S62176526 A JPS62176526 A JP S62176526A
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JP
Japan
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uranium
metal uranium
electron beam
electron
irradiated
Prior art date
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Pending
Application number
JP1569886A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Ono
正博 小野
Toyohiko Horikawa
堀川 豊彦
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To dispense with a container for holding high temp. metal uranium and to solve not only the problem of the heat resistance and corrosion resistance of a crucible material but also the problem of thermal economical efficiency, by heating metal uranium in air to generate a vapor stream. CONSTITUTION:Solid metal uranium present in air by a falling or injection method is irradiated with electron, ion or laser beam to obtain a vapor stream. For example, the metal uranium pellet 2 fallen from a metal uranium pellet falling apparatus 1 is irradiated with electron beam 6 emitted from an electron gun 5 when reached the electron beam irradiation area 4 at the center of a separator 3 and heated to radially generate the vapor stream 7. As a result, a crucible for retaining high temp. metal uranium is dispensed with.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は同位元素の分離装置に係り、特に同位元素の選
択的イオン化による分離において、分離作業物質の蒸気
流の発生に好適な蒸気発生装置を具備した分離装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an isotope separation device, and in particular to a steam generation device suitable for generating a vapor flow of separation work materials in separation by selective ionization of isotopes. The present invention relates to a separation device equipped with.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

複数のウラン同位体元素を含む蒸気流にレーザ光を照射
して、選択する同位体元素(この場合は!”U )を励
起・電離して分離する同位体元素の選択的分離方法と装
置の典型は、特公昭57−13331号に示されている
A method and apparatus for selective isotope separation in which a vapor stream containing multiple uranium isotopes is irradiated with laser light to excite and ionize the selected isotope (in this case, U). A typical example is shown in Japanese Patent Publication No. 57-13331.

複数のウラン同位体元素を含む蒸気流を得る方法として
、特公昭57−13331においては、長形のるつぼに
よりウラン塊を保持し、このウラン塊に電子ビームを照
射し、局部的に加熱し、目的とする蒸気流を得るという
方法が論じられている。
As a method for obtaining a vapor flow containing multiple uranium isotope elements, Japanese Patent Publication No. 13331/1983 discloses that a uranium ingot is held in a long crucible, and the uranium ingot is irradiated with an electron beam to locally heat it. Methods of obtaining the desired vapor flow are discussed.

しかしながら、金属ウランは非常に大きな熱伝導度を持
つためにるつぼの高温化は避けられない。
However, since metallic uranium has extremely high thermal conductivity, the temperature of the crucible cannot be avoided.

さらに、高温の金属ウランは強い腐食性を持つ。Furthermore, uranium metal at high temperatures is highly corrosive.

そのため、るつぼの材料としては、耐熱性・耐食性に優
れた材料が要求されており、解決すべき重要な課題とな
っている。特公昭57−13331においては、るつぼ
壁中に通路を設け、その中に冷却用流体を循環させると
いう方法によって、るつぼの高温化を避けるということ
が記載されている。しかし、るつぼを冷却すると、電子
ビームによる入熱を浪費することになり、熱経済が悪化
するという問題がある。
Therefore, materials with excellent heat resistance and corrosion resistance are required as materials for crucibles, which is an important issue to be solved. Japanese Patent Publication No. 57-13331 describes that the crucible can be prevented from becoming too hot by providing a passage in the crucible wall and circulating a cooling fluid therein. However, when the crucible is cooled, the heat input by the electron beam is wasted, resulting in a problem of worsening thermal economy.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

以上述べたように、上記従来技術は、冷却流体により冷
却されたるつぼ内に金属ウランを保持し、これに電子ビ
ームを照射し金属ウランを加熱するために、るつぼ材料
の耐熱性・耐ウラン腐食性の問題および熱経済性の問題
があった。
As described above, the above conventional technology holds uranium metal in a crucible cooled by a cooling fluid, and heats the uranium metal by irradiating it with an electron beam. There were issues of gender and thermoeconomics.

本発明の目的は、上記の問題点を解決することにある。An object of the present invention is to solve the above problems.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記問題点は、空中で金属ウランを加熱し、蒸゛気流を
発生させることにより、高温の金属ウランを保持するた
めの容器を不要とすると同時に、電子ビームの熱エネル
ギーを有効に利用することにより、解決される。
The above problems can be solved by heating metallic uranium in the air and generating a vapor flow, which eliminates the need for a container to hold high-temperature metallic uranium, and by effectively utilizing the thermal energy of the electron beam. , resolved.

〔作用〕[Effect]

落下または射出された粒状・球状・粉末状あるいはペレ
ット状の固体金属ウランがビーム照射領域に達すると、
これに同期して電子ビーム、イオンビーム、光ビーム等
が照射され、固体ウラン金属はその場所で加熱、蒸気化
される。
When the fallen or injected solid metallic uranium in the form of granules, spheres, powder, or pellets reaches the beam irradiation area,
In synchronization with this, an electron beam, ion beam, light beam, etc. is irradiated, and the solid uranium metal is heated and vaporized at that location.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図および第2図により説
明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.

第1図において、金属ウランペレット落下装置1より落
下した金属ウランペレット2は、分離器3の中心の電子
ビーム照射領域4に達した時に電子銃5より発射された
電子ビーム6の照射を受け。
In FIG. 1, a metal uranium pellet 2 dropped from a metal uranium pellet dropping device 1 is irradiated by an electron beam 6 emitted from an electron gun 5 when it reaches an electron beam irradiation area 4 at the center of a separator 3.

加熱され、放射状に蒸気流7を発生する。It is heated and produces a radial steam stream 7.

直進を続ける蒸気流がレーザ照射領域8に達すると 2
85Uのみを励起・電離するように波長を調整されたレ
ーザを照射され、その結果28BU原子9のみが電離さ
れイオンとなり、対向するプレート10間に存在する電
界Ellによってその進行方向を曲げられ、プレートに
衝突し、付着する。
When the steam flow that continues to travel straight reaches the laser irradiation area 8, 2
A laser whose wavelength is adjusted to excite and ionize only 85U is irradiated, and as a result, only 28BU atoms 9 are ionized and become ions, whose traveling direction is bent by the electric field Ell existing between the opposing plates 10, and the plates collide with and adhere to.

一方、”’U12はレーザ照射によっても励起・イオン
化せず、電界Ellによってもその方向を曲げられずに
直進しつづけ、分離器内壁に衝突。
On the other hand, 'U12 is not excited or ionized by laser irradiation, and continues to move straight without being bent by the electric field Ell, colliding with the inner wall of the separator.

付着する。また、その一部は、分離器内壁に沿って下方
に流れ、分離器の下部に設けられたウラン貯留部13に
溜まる。
adhere to. Further, a part of the uranium flows downward along the inner wall of the separator and accumulates in the uranium storage section 13 provided at the bottom of the separator.

また、電子ビーム照射領域を素通りした一部の電子ビー
ムが、分離器内壁を損傷するのを防ぐために、個々の電
子ビームの出力は低く押える。したがって、金属ウラン
ペレットを加熱し、蒸気流を得るために、出力の低い複
数の電子ビームを電子ビーム照射領域に集中させるよう
にする。
Further, in order to prevent part of the electron beam that passes through the electron beam irradiation region from damaging the inner wall of the separator, the output of each electron beam is kept low. Therefore, in order to heat the metal uranium pellets and obtain a vapor flow, a plurality of low-power electron beams are focused on the electron beam irradiation area.

また、金属ウランペレット落下装置、電子銃。Also, a metal uranium pellet dropping device and an electron gun.

分離器は、一つの真空容器14中に入れられている。The separator is contained in one vacuum vessel 14.

第2図において、レーザシステム15にて着目同位元素
2″δUの選択的イオン化に必要な波長に調整されたレ
ーザは、分離器3に設けられた透明窓16より分離器内
に導入され、分離器内の電子ビーム照射領域4で発生し
た蒸気流に対して、レーザ照射領域8において照射され
る。
In FIG. 2, a laser adjusted to the wavelength necessary for selective ionization of the isotope of interest 2″δU by a laser system 15 is introduced into the separator through a transparent window 16 provided in the separator 3, and separated. The vapor flow generated in the electron beam irradiation area 4 inside the vessel is irradiated in the laser irradiation area 8.

(発明の効果〕 本発明によれば、落下・射出等の方法により空中にある
固体金属ウランに対し、電子・イオン・光等のビームを
照射し、蒸気流を得ることができるので、現在開発課題
となっている耐熱性・耐食性に優れた材料で構成されな
ければならながった高温金属ウラン保持用のるつぼ等が
不要となるという効果がある。
(Effects of the Invention) According to the present invention, solid metal uranium in the air can be irradiated with a beam of electrons, ions, light, etc. by a method such as dropping or injection, and a vapor flow can be obtained. This has the effect of eliminating the need for a crucible for holding high-temperature metal uranium, which must be made of a material with excellent heat resistance and corrosion resistance, which has been a problem.

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

第1図、第2図は本発明の一実施例の説明図である。 1・・・金属ウランペレット落下装置、2・・・金属ウ
ランペレット、3・・・分離器、4・・・電子ビーム照
射領域、5・・・電子銃、6・・・電子ビーム、7・・
・蒸気流、8・・・レーザ照射領域、9・・・”’U 
M子、1o・・・プレート、11・・・電界、12・・
・2818U原子、13・・・ウラン貯留部、14・・
・真空容器、15・・・レーザシステム、16・・・透
明窓。
FIGS. 1 and 2 are explanatory diagrams of an embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Metal uranium pellet dropping device, 2... Metal uranium pellets, 3... Separator, 4... Electron beam irradiation area, 5... Electron gun, 6... Electron beam, 7...・
・Steam flow, 8... Laser irradiation area, 9...'''U
M child, 1o... plate, 11... electric field, 12...
・2818U atom, 13...Uranium storage part, 14...
・Vacuum container, 15...Laser system, 16...Transparent window.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、選択的イオン化により同位元素を分離する方式の同
位元素分離装置において、粒状・球状・粉末状あるいは
ペレット状等の固体分離作業物質を落下・射出等の非接
触的な手段によりビーム照射領域へ移動せしめ電子ビー
ム・イオンビーム・光ビーム等のビームの照射により分
離作業物質の蒸気流を得るようにしたことを特徴とする
同位元素分離装置。
1. In an isotope separation device that separates isotopes by selective ionization, solid separation materials in the form of particles, spheres, powder, or pellets are delivered to the beam irradiation area by non-contact means such as dropping or injection. 1. An isotope separation apparatus characterized in that a vapor flow of a substance to be separated is obtained by irradiation with a moving beam such as an electron beam, an ion beam, or a light beam.
JP1569886A 1986-01-29 1986-01-29 Apparatus for separating isotope Pending JPS62176526A (en)

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