CH620837A5 - - Google Patents

Description

La présente invention concerne la séparation des isotopes en utilisant l'excitation vibrationnelle sélective isotopiquement et les réactions vibration/translation des particules excitées.

L'utilité du laser dans la séparation des isotopes par excitation d'un isotope particulier sans excitation correspondante d'un isotope différent de la même matière est déjà connue. L'excitation peut être celle d'électrons de différents états orbitaux autour de l'atome, par exemple de la façon décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3772519, ou bien l'excitation vibrationnelle de la façon décrite dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 514303 du 16 octobre 1974. L'excitation sélective isotopiquement des états orbitaux d'électrons est typiquement utilisée dans un processus d'ionisation sélective isotopiquement avec le résultat que les particules de l'isotope désiré reçoivent une charge électrique différente de celle des particules d'isotopes d'autres types, ce qui permet leur séparation matérielle par interaction avec des champs électriques, magnétiques ou combinés. Dans le cas de l'excitation vibrationnelle, il a été proposé de modifier le coefficient d'accommodation par excitation vibrationnelle d'une molécule du type d'isotope sélectionné de façon que, pendant le processus de diffusion des molécules d'un mélange d'isotopes à travers les chambres étroites de diffusion, l'isotope excité vibrationnellement s'accommode ou colle moins facilement

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aux parois du canal et, par suite, diffuse à une vitesse plus élevée en augmentant substantiellement le rendement de la diffusion.

La présente invention a pour objets un procédé et un appareil pour la séparation isotopique par excitation vibrationnelle. Ceux-ci sont définis respectivement dans les revendications 1 et 12.

Suivant un mode de mise en œuvre préféré de l'invention spécialement adapté à l'enrichissement de l'uranium, un courant subsonique cryogénique de molécules d'hexafluorure d'uranium, en combinaison avec un gaz véhicule ou de fond d'un élément noble tel que l'argon, est dirigé à travers une chambre réfrigérée éclairée par une radiation de laser accordé pour exciter vibrationnellement les molécules d'hexafluorure d'uranium d'un isotope particulier de l'uranium. La densité du gaz de fond ou véhicule est de préférence maintenue substantiellement supérieure à la densité de l'hexafluorure d'uranium pour permettre une probabilité supérieure de collision des molécules excitées vibrationnellement avec une molécule du gaz de fond qu'avec une molécule de UF<5 non excitée. Dans ce cas, l'hexafluorure d'uranium excité vibrationnellement entrera typiquement en collision avec une molécule du gaz de fond en provoquant la conversion de l'énergie d'excitation en une translation de la molécule excitée, se traduisant par une diffusibilité supérieure à celle des autres molécules d'hexafluorure d'uranium.

Les molécules s'écoulant, y compris les molécules excitées, pénètrent directement dans un groupe de canaux définis par des surfaces collectrices refroidies cryogéniquement. La vitesse thermique ou diffusibilité supérieure des molécules excitées augmente la probabilité qu'elles frappent une surface collectrice par rapport à la probabilité pour les autres molécules considérées d'une façon générale. Les molécules frappant les surfaces collectrices se condensent immédiatement en raison des températures cryogéniques des surfaces. Quand une épaisseur prédéterminée de molécules a été collectée sur les surfaces, le courant d'hexafluorure d'uranium est interrompu et la chambre est chauffée au point de vaporisation de l'hexafluorure collecté, ce qui permet son enlèvement sous la forme d'un courant enrichi et distinct de l'hexafluorure d'uranium initial.

Un équipement spécial d'enrichissement comportera plusieurs étages d'enrichissement pour obtenir un enrichissement cumulatif et l'épuisement de l'isotope désiré sur des trajets distincts d'écoulement. Il est particulièrement utile dans un tel système à étages multiples d'utiliser l'écoulement subsonique, car il évite la multiplicité des opérations de recompression des détentes libres et aussi évite les problèmes associés aux couches limites des écoulements supersoniques à travers les passages étroits et avec des densités faibles.

Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :

la fig. 1 montre schématiquement le principe de fonctionnement d'un appareil de séparation à un seul étage d'enrichissement selon un mode de mise en œuvre de l'invention ;

la fig. 2 représente schématiquement en coupe un appareil pour un système d'enrichissement selon un mode de mise en œuvre de l'invention ;

la fig. 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la fig. 2;

la fig. 4 représente schématiquement un système de lasers utilisé selon l'invention ;

la fig. 5 est un diagramme de déroulement du traitement d'enrichissement selon un mode de mise en œuvre de l'invention,

et la fig. 6 représente un arrangement pour le couplage de plusieurs étages selon un mode de mise en œuvre de l'invention.

Le courant subsonique de gaz à travers un conduit engendre un environnement de molécules s'écoulant et devant être enrichies en mélange avec un gaz de fond ou gaz véhicule. L'écoulement subsonique dans le canal évite des problèmes résultant de la couche limite et des interfaces des courants existant avec les courants supersoniques à travers des passages étroits et des densités faibles et évite la nécessité coûteuse de recompression dans un système à détente libre.

Le processus d'enrichissement est envisagé avec un certain nombre d'étages fonctionnant d'après les caractéristiques décrites ci-dessus, chaque étage produisant des courants séparés enrichis et appauvris qui sont à leur tour envoyés aux entrées d'autres étages pour une séparation supplémentaire en courants enrichis et appauvris de façon supplémentaire.

Le processus décrit convient en particulier pour la séparation de l'uranium en isotopes sous la forme moléculaire d'hexafluorure d'uranium. Le principe de fonctionnement pour la séparation des molécules d'hexafluorure d'uranium d'après les isotopes de l'uranium est montré schématiquement sur la fig. 1. Un conduit 12 comporte une partie d'entrée 14 dans laquelle est dirigé un courant subsonique d'un mélange de molécules d'hexafluorure d'uranium 16 et d'atomes 18 d'un gaz noble, de préférence de l'argon. La température de la partie d'entrée 14 est réglée à environ 200°K. Le gaz s'écoulant dans le conduit 12 à cette température est au-dessus du point de condensation, de sorte qu'il n'a pas tendance à adhérer aux parois du conduit 12. Plus en aval dans le conduit, dans une région 20, un autre appareil de commande de la température abaisse l'énergie thermique du gaz dans le conduit à environ 50 à 100°K, ce qui est bien en dessous de la température de condensation des molécules d'hexafluorure d'uranium. Cette température basse assure qu'un pourcentage élevé de molécules soit à l'état vibrationnel fondamental et que la largeur de la branche rotationnelle Q soit inférieure à la séparation entre les isotopes 235UF6 et 238UFô. Dans cette région 20, le gaz s'écoulant à travers le conduit 12 est éclairé par la radiation d'un laser dans la région spectrale infrarouge d'environ 12 ou 16 |i accordée avec précision à une raie d'absorption vibrationnelle pour l'un des isotopes de l'uranium de la molécule d'hexafluorure, typiquement l'isotope U-235. Les photons 22 ayant cette énergie particulière sont absorbés avec une probabilité donnée par l'une des molécules 24 contenant en particulier l'isotope U-235. L'excitation par le photon 22 du laser utilisé pour produire une excitation vibrationnelle des molécules selon la présente invention doit être distinguée de l'excitation induite par un laser des énergies d'électrons dans des atomes ou des molécules, par exemple de la façon expliquée dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3772519 précité. Suivant ce brevet cité, l'excitation par le laser, en particulier avec une fréquence et une énergie des photons substantiellement supérieures, est utilisée pour produire une transition de l'état d'énergie, par exemple d'un atome d'uranium, en forçant les électrons de l'orbite extérieure à sauter à une orbite d'électrons plus distante, et finalement un état ionisé, par absorption-de la radiation ou par d'autres mécanismes. La radiation du laser est ici utilisée pour provoquer la vibration d'atomes moléculaires à partir de l'énergie communiquée par l'absorption d'un photon dans la molécule. La radiation du laser absorbée par la molécule induit une excitation vibrationnelle des atomes de la molécule qui peut être considérée comme une oscillation strictement mécanique de la molécule. Pour ce résultat, le laser est de préférence choisi pour son aptitude à être accordé à une fréquence spécifique excitant vibrationnellement la molécule. De plus, comme il est expliqué ci-après, le laser est ajusté de façon que la longueur d'onde de son émission soit convenablement limitée pour permettre la sélectivité isotopique des molécules excitées vibrationnellement. Dans le présent cas, la sélectivité isotopique produit l'excitation vibrationnelle des molécules d'hexafluorure d'uranium contenant l'isotope U-235 sans excitation correspondante des molécules contenant les autres isotopes, c'est-à-dire de façon prédominante le U-238.

Les molécules 24 excitées vibrationnellement d'hexafluorure d'uranium entrent en collision avec d'autres molécules ou des atomes des gaz circulant en raison des mouvements au hasard superposés pendant l'écoulement à travers le conduit 12. Cette

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collision de la molécule excitée vibrationnellement a de préférence lieu avec l'un des atomes d'argon 18. Cette collision est utilisée pour convertir l'énergie vibrationnelle de la molécule excitée d'hexafluorure d'uranium en une translation de la molécule d'hexafluorure d'uranium contribuant à la vitesse et à la direction du mouvement de cette particule, distinctes de celles de l'écoulement général à travers le conduit 12. Typiquement, la direction de la contribution au mouvement sera distribuée au hasard autour d'une sphère avec les mêmes probabilités pour toutes les directions. La direction nette d'écoulement aura ainsi une composante provoquant le mouvement ou la diffusion de la particule d'hexafluorure d'uranium 24 à ce moment excitée translationnellement vers les côtés du conduit 12. Cette composante du mouvement permet de collecter séparément des quantités concentrées ou enrichies de molécules excitées d'hexafluorure d'uranium sur les surfaces collectrices 26. Les surfaces 26 sont disposées parallèlement à la direction générale d'écoulement du conduit 12 afin de collecter un minimum de particules non excitées tout en assurant qu'une quantité substantielle des particules excitées frappe les surfaces collectrices 26 sur lesquelles ces particules se condensent en raison de la température basse, inférieure à la température de condensation des molécules, établie dans la région 20.

Les particules du courant passant entre les surfaces 26 sans se condenser sur ces surfaces continuent à travers le conduit 12 vers une région 28 dans laquelle le courant de particules est réchauffé à environ 200° K pour empêcher toute autre condensation sur les parois du conduit.

La vitesse du courant à travers le conduit 12 est typiquement de 60 m/s, mais elle n'est pas nécessairement limitée à cette valeur du moment que le courant est subsonique. Bien que l'argon soit un gaz véhicule ou de fond convenable, d'autres gaz peuvent aussi être utilisés, par exemple l'hélium, le krypton, le xénon, l'azote et le néon. Il est, de plus, désirable que la densité de l'argon ou autre gaz de fond soit nettement supérieure à la densité en molécules par unité de volume de l'hexafluorure d'uranium devant être enrichi. Cela assure une probabilité substantiellement supérieure que les molécules d'hexafluorure d'uranium excitées vibrationnellement entrent en collision avec des molécules d'argon plutôt qu'avec des molécules d'hexafluorure d'uranium pouvant être ou non de l'isotope désiré. Comme la collision provoque la translation à la fois de la molécule excitée vibrationnellement et de la molécule avec laquelle elle est entrée en collision, il est désirable d'éviter la collision d'une molécule d'hexafluorure d'uranium excitée avec une seconde molécule d'hexafluorure d'uranium, ce qui, en général, provoquerait une excitation translationnelle ou une excitation thermique non sélective de la seconde molécule d'hexafluorure d'uranium. Cette excitation translationnelle indésirable réduirait l'enrichissement en isotope désiré dans les molécules d'hexafluorure d'uranium sur les surfaces collectrices 26. Il est sans grande importance que des molécules du gaz véhicule soient collectées conjointement avec l'hexafluorure d'uranium enrichi, parce que ces molécules peuvent être facilement séparées ultérieurement par des techniques connues. Par suite, une densité typique pour les molécules d'hexafluorure d'uranium est approximativement d'un ordre de grandeur en dessous de la densité des molécules du gaz véhicule. Dans l'exemple choisi, la densité du UFö est de 5%. Dans le cas de l'argon, la densité des molécules d'argon est fondée sur les considérations suivantes: assurer le refroidissement ou la désexcitation vibrationnelle de l'hexafluorure d'uranium dans le canal froid au point auquel la largeur des raies d'absorption pour les molécules d'hexafluorure est suffisamment étroite pour permettre l'absorption sélective isotopiquement; inhiber la dimérisation ou la conglomération d'ordre supérieur des particules du gaz moléculaire; assurer qu'il existe des quantités suffisantes d'atomes d'argon disponibles pour assurer une probabilité appréciable de collision entre les molécules excitées vibrationnellement d'hexafluorure d'uranium et les molécules d'argon du gaz de fond ; et assurer que le faisceau du laser se propage sur les distances utilisées dans un équipement de séparation des isotopes, typiquement des dizaines de mètres. Pour ces considérations, la densité de l'argon a été choisie de 3 x 1014/cm3.

Les considérations qui déterminent la température dans le conduit 12 dans les régions respectives 14, 20 et 28 sont qu'il y ait suffisamment d'énergie thermique dans le gaz s'écoulant à travers les régions 14 et 28 pour empêcher la condensation du gaz sur les parois du conduit et que la température dans la région 20 soit suffisamment basse pour séparer les bandes d'absorption du 235uf6 et du 238UF6, cette température étant bien inférieure à la température de condensation de l'hexafluorure d'uranium afin d'assurer un refroidissement suffisant des surfaces 26 pour qu'un pourcentage élevé des particules excitées translationnellement ou thermiquement, qui frappent préférentiellement les surfaces collectrices 26, adhèrent. Les températures et les paramètres indiqués ci-dessus sont des valeurs typiques fondées sur les considérations ci-dessus, mais ne sont pas limitatives.

Quand des particules d'hexafluorure d'uranium enrichi ont été collectées de la façon illustrée par la fig. 1 jusqu'à ce qu'une épaisseur prédéterminée de condensât enrichi existe sur les surfaces 26, le courant est interrompu à travers le conduit 12 et la région comportant les surfaces 26 est chauffée pour évaporer l'hexafluorure d'uranium collecté. L'hexafluorure d'uranium évaporé est alors récupéré à l'extérieur du conduit 12, en lui-même ou.dans un courant d'argon pur, dans lequel il peut être entraîné vers un autre conduit similaire pour un enrichissement supplémentaire suivant le même principe de fonctionnement.

La fig. 5 est un diagramme de déroulement des étapes d'enrichissement pour un étage tel que celui représenté sur la fig. 1. Comme le montre la fig. 5, le mélange d'argon et d'hexafluorure d'uranium arrive à travers une canalisation dans une région du conduit dans laquelle la température est réglée à 200° K à une étape de commande de la température 30. Le courant est ensuite refroidi à une étape 32 jusqu'à 100° K dans la région d'excitation et de séparation. Le mélange d'argon et d'hexafluorure d'uranium refroidi est ensuite excité vibrationnellement à l'étape 34 par envoi de la radiation du laser directement en amont de la région comportant les surfaces collectrices 26. Les molécules excitées vibrationnellement entrent en collision de la façon indiquée par l'étape 36, préférentiellement avec les atomes du gaz de fond ou gaz véhicule, ce qui convertit l'excitation vibrationnelle en une excitation translationnelle qui ajoute une composante de mouvement au courant de molécules d'hexafluorure d'uranium se trouvant dans le conduit 12, ce qui, à son tour, dirige les molécules ou provoque leur diffusion plus rapidement pour la condensation sur l'une des surfaces 26 à l'étape de captation 38. Comme la chaleur diffuse hors du mélange d'argon et d'hexafluorure d'uranium plus rapidement que la diffusion des molécules vers les parois du conduit, il est possible d'assurer que la condensation ait lieu principalement sur les surfaces collectrices 26.

Les autres constituants du courant de gaz non collectés à l'étape 38 sont réchauffés dans la région 28 jusqu'à 200° K suivant l'étape 40 pour empêcher une condensation supplémentaire, et le courant chauffé, constituant un courant appauvri, peut être envoyé à l'étage immédiatement suivant d'enrichissement à l'étape 42 pour un traitement complémentaire. Périodiquement, le courant d'hexafluorure d'uranium est interrompu à travers le conduit 12 à l'étape 44 et le condensât présent sur les surfaces 26 et sur les parois du conduit est évaporé à l'étape 46 pour former un gaz enrichi qui, suivant l'étape 48, peut être envoyé à l'étage immédiatement suivant d'enrichissement pour un enrichissement supplémentaire en isotope désiré dans la molécule d'hexafluorure. L'hexafluorure enrichi ainsi évaporé peut être évacué par pompage à partir du conduit vers l'étage suivant, ou bien il peut être entraîné par envoi d'argon pur à travers le conduit.

Les fig. 2 et 3 représentent schématiquement un appareil comportant un seul étage d'enrichissement. Le conduit 50 repré-

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sente sur la fig. 2 a pour dimensions intérieures environ 10 cm en hauteur et 20 cm en profondeur et il comporte une paroi extérieure 52 contenant une série de canaux de refroidissement 54 qui communique avec un système de commande de la température 56 pour maintenir dans cette région du conduit 50 une température de 200° K. Le conduit 50 communique avec un conduit 58 de dimensions similaires comportant des canaux de refroidissement 60 à travers lesquels un réfrigérant est pompé à partir d'un système de réfrigération cryogénique 62 pour maintenir la région à l'intérieur du conduit 58 à 100°K. Pour les dimensions indiquées d-dessus du conduit 58, une longueur typique du conduit 58 pour assurer que le courant d'argon et d'hexafluorure d'uranium ayant les densités spécifiées soit refroidi à 100°K est approximativement de 20 cm. Au point de la région dans le conduit 58 auquel la température de 100°K a été atteinte, une fenêtre 64 est formée dans une paroi latérale du conduit 58 pour permettre l'éclairage du courant par une radiation de laser accordée pour provoquer l'excitation vibrationnelle des molécules d'hexafluorure d'uranium ayant l'isotope du type désiré. La dimension du faisceau du laser dans la direction de l'écoulement du mélange gazeux est d'environ 1 cm. Immédiatement en aval de la fenêtre 64, un groupe de surfaces collectrices 66 définit une série de canaux parallèles à la direction générale d'écoulement à travers le conduit 58. Les surfaces 66 sont écartées d'environ 20 mm et leur longueur est d'environ 200 mm, ce qui représente des dimensions typiques du point de vue de la distribution des vitesses d'écoulement des particules excitées translationnellement.

Le conduit 58 communique avec un autre conduit 68 de dimensions similaires dont la paroi comporte une série de canaux 70 pour le passage d'un fluide de chauffage provenant d'un système de commande de la température 72 pour l'établissement d'une température de 200° K à l'intérieur du conduit 68 pour chauffer le courant de gaz dans cette région.

La fig. 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la fig. 2, cette figure montrant les canaux 64 pour le réfrigérant cryogénique ainsi que le groupe de surfaces 66 formant les canaux à travers le conduit 58.

La fig. 3 montre aussi un système de laser à infrarouge 74, qui peut être un laser à bisulfure de carbone, produisant un faisceau sortant 76 accordé à une raie d'absorption vibrationnelle d'une longueur d'onde proche de 12 (i. Le faisceau 76 traverse la fenêtre 64 vers la région immédiatement en amont des surfaces collectrices 66. Le laser 74 est typiquement, mais pas nécessairement, un laser continu produisant un faisceau sortant d'environ 1000 W (40 W/cm2). Un appareil de commande de séquence des opérations 78 est utilisé pour commander l'émission de la radiation d'excitation à partir du laser 74 et le courant de réfrigérant du système réfrigérateur cryogénique 62 à travers les canaux 60 et pour interrompre périodiquement la radiation du laser conjointement avec le chauffage de la région du conduit 58 à la tempéra-

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ture de 200° K considérée ci-dessus pour l'évaporation du condensât des surfaces 66.

Bien qu'on ait considéré ci-dessus une fréquence unique pour la radiation du laser, il peut être préférable d'utiliser plusieurs lasers, par exemple de la façon représentée par le premier et le second laser 80 et 82. Les faisceaux des lasers 80 et 82 peuvent être combinés par un combinateur de faisceaux 84 pour former un faisceau composite 86 envoyé à travers la fenêtre 64. Cela permet d'utiliser plusieurs fréquences d'excitation pour exciter vibrationnellement l'isotope désiré de la molécule d'hexafluorure d'uranium à partir non seulement du niveau d'énergie vibrationnelle fondamental ou niveau zéro, mais aussi à partir d'un ou plusieurs niveaux au-dessus du niveau fondamental d'énergie vibrationnelle. Non seulement cela augmente le rendement en condensât enrichi par excitation vibrationnelle des particules se trouvant dans des états élevés d'énergie et par suite non disponibles pour l'excitation avec une fréquence unique, mais aussi, par enlèvement des molécules des quelques niveaux immédiatement supérieurs d'excitation vibrationnelle, réduit l'effet d'embouteillage résultant de leur présence. La relaxation vibrationnelle à partir de ces états de niveau bas est lente par rapport au temps pour la relaxation à partir des états d'excitation élevée.

L'équipement d'enrichissement a de multiples étages. Chaque étage comporte plusieurs (typiquement 150) conduits du type représenté sur les fig. 2 et 3, tous ces conduits étant disposés en parallèle. Le produit enrichi et le produit appauvri de chaque étage sont envoyés respectivement à des étages d'enrichissement d'ordre supérieur et d'ordre inférieur pour le traitement supplémentaire. L'alimentation en phase gazeuse de chaque étage est ainsi un ensemble composite formé du produit enrichi d'ordre immédiatement inférieur et du produit appauvri de l'étage d'ordre immédiatement supérieur.

Un tel système est représenté sur la fig. 6 sur laquelle des conduits d'enrichissement 88 du type décrit ci-dessus reçoivent en parallèle le mélange d'argon et d'hexafluorure d'uranium à l'état gazeux. Le courant combiné passe vers un distributeur 90 qui est commandé pour diriger le courant à travers un compresseur 92 à un réservoir 94 pour l'étage d'ordre immédiatement inférieur ou à travers un compresseur 96 à un réservoir 98 pour l'étage d'ordre immédiatement supérieur d'enrichissement. Les compresseurs 92 et 93 compensent la perte de pression du gaz résultant des frottements dans les conduits 88. Le distributeur 90 est commandé par un appareil de commande 100 en synchronisme avec l'appareil de commande de séquence de fonctionnement 78 pour l'envoi du courant appauvri provenant des conduits 88 au réservoir 94, à travers le compresseur 92, et pendant l'évaporation du condensât des surfaces 66 pour l'envoi du courant enrichi au réservoir 98 à travers le compresseur 96. Le réservoir 94 reçoit de plus le courant enrichi provenant du second étage d'enrichissement d'ordre inférieur et le réservoir 98 reçoit le courant épuisé du second étage d'enrichissement d'ordre supérieur.

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   REVENDICATIONS

   1. Procédé pour séparer les molécules par le type d'isotope d'un constituant de la molécule, ce constituant existant en isotopes de plusieurs types, caractérisé par:

   — l'établissement d'un courant de ces molécules à travers un conduit, en combinaison avec un gaz véhicule ayant une densité substantiellement supérieure à la densité de la matière véhiculée constituée par lesdites molécules,

   — le refroidissement du courant de molécules et de gaz véhicule à une température à laquelle un pourcentage élevé des molécules est à l'état vibrationnel fondamental,

   — l'application d'une ou plusieurs fréquences de radiations pour exciter vibrationnellement et sélectivement une ou plusieurs transitions vibrationnelles dans les molécules ayant des constituants en isotope d'un type sans excitation correspondante des molécules ayant des constituants en isotopes d'autres types afin que les molécules excitées vibrationnellement entrent en collision avec les particules du gaz véhicule pour convertir l'excitation vibrationnelle des molécules en une composante de translation communiquant une diffusibilité supérieure après la collision aux molécules excitées par comparaison aux molécules non excitées,

   — la capture des molécules ayant la diffusibilité augmentée avec une concentration croissante et Fëloignement desdites molécules.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la densité du gaz véhicule est supérieure d'environ un ordre de grandeur à la densité de la matière véhiculée des molécules.
3. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz véhicule est de l'argon à l'état gazeux et en ce que les molécules sont des molécules d'hexafluorure d'uranium.
4. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le refroidissement est effectué à une température de 50 à 100 K.
5. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'excitation vibrationnelle de molécules ayant des constituants en isotope d'un type comporte l'application d'une radiation de laser à bande étroite de radiation infrarouge au courant de molécules et au gaz véhicule, et en ce que la radiation du laser est limitée à la fréquence d'une ou plusieurs transitions d'énergie vibrationnelle pour les molécules ayant les constituants en isotope d'un type sans que cette fréquence corresponde à une transition d'énergie vibrationnelle pour les molécules ayant des constituants en isotopes d'autres types.
6. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les radiations sont des radiations du type laser et contiennent des fréquences pour l'excitation de transitions vibrationnelles à partir de l'état fondamental et d'un ou plusieurs états d'énergies vibrationnelles élevées des molécules.
7. 7. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la densité de l'argon est environ 3 x 1014 atomes/cm3 et la densité de l'hexafluorure d'uranium est d'environ un ordre de grandeur inférieur.
8. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'éloignement des molécules capturées comporte l'évaporation à la température d'environ 200 K.
9. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le courant de molécules et de gaz véhicule est subsonique.
10. 10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le contrôle du courant de molécules pour empêcher la dimérisation et les combinaisons d'ordre plus élevé des molécules.
11. 11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par l'envoi du courant de molécules après la capture et la séparation des molécules à un premier conduit supplémentaire et la répétition de toutes les étapes précédemment mentionnées et l'envoi des molécules capturées et éloignées à un second conduit supplémentaire et la répétition de ces mêmes étapes pour lesdites molécules.
12. 12. Moyen pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par:

    — un conduit (12),

    — un dispositif pour établir un courant de ces molécules (16) à travers le conduit, les molécules ayant des constituants en isotopes de plusieurs types, en combinaison avec un courant d'un gaz (18) véhicule ayant une densité substantiellement supérieure à celle de la substance véhiculée,

    — un dispositif (62) pour refroidir le courant de molécules et de gaz véhicule à une température à laquelle un pourcentage élevé de ces molécules est à l'état vibrationnel fondamental,

    — un dispositif (74) pour envoyer une ou plusieurs fréquences de radiations pour exciter vibrationnellement et sélectivement une ou plusieurs transitions vibrationnelles dans les molécules ayant le constituant de l'isotope de l'un des types sans excitation correspondante des molécules ayant des constituants en isotopes des autres types, pour convertir l'excitation vibrationnelle des molécules en une composante de translation donnant aux molécules excitées après la collision une diffusibilité supérieure à celle des molécules non excitées,

    — plusieurs endroits (26, 66) pour collecter avec une concentration croissante les molécules ayant la diffusibilité supérieure et un dispositif (58) pour éloigner de ces endroits les molécules collectées afin de les séparer.
13. 13. Moyen selon la revendication 12, caractérisé par un dispositif (56) pour maintenir le courant, avant de le refroidir, à une température supérieure à la température de condensation de ce courant, et en ce que le dispositif de collection et de séparation comporte une surface positionnée pour collecter les particules dont la diffusibilité a été augmentée et un dispositif pour évaporer à partir de cette surface la substance formée par les molécules collectées.
14. 14. Moyen selon la revendication 12, caractérisé par un dispositif pour envoyer le courant de molécules après séparation à un premier conduit supplémentaire et un dispositif pour envoyer les molécules capturées et éloignées à un second conduit supplémentaire.
15. 15. Moyen selon la revendication 14, caractérisé par un dispositif pour comprimer respectivement le courant de molécules après séparation et les molécules capturées et éloignées et des réservoirs pour contenir lesdites matières.