JPS58153526A - 3光子吸収による同位体分離法 - Google Patents
3光子吸収による同位体分離法Info
- Publication number
- JPS58153526A JPS58153526A JP57037483A JP3748382A JPS58153526A JP S58153526 A JPS58153526 A JP S58153526A JP 57037483 A JP57037483 A JP 57037483A JP 3748382 A JP3748382 A JP 3748382A JP S58153526 A JPS58153526 A JP S58153526A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- isotope
- interest
- photon
- excited
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D59/00—Separation of different isotopes of the same chemical element
- B01D59/34—Separation by photochemical methods
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Lasers (AREA)
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】
本発明はレーザーによる同位体分離法に関する。
より詳細に述べると、本発明は着目同位体を含む元素に
3個の光量子を同時に吸収させることによって着目同位
体を分離する方法に関する。
3個の光量子を同時に吸収させることによって着目同位
体を分離する方法に関する。
従来行われているレーザーを用いた同位体分離法では、
各々周波数の異なる2個又は3個の光量子が用いられる
。2個の異なる周波数の光量子を用いる2段階光電離法
においては、第1の光量子は着目同位体を選択的°に励
起する周波数を有し、第2の光量子は励起された同位体
をイオン化するため近紫外又は紫外域の周波数を有する
。即ち、励起レーザー、電離レーザーを必要とする。1
さらに原子の電離断面積は励起断面積に比べ10−3か
ら10 小さい。従って電離レーザー光の強度は励起レ
ーザー光の1♂からICf大きくなければならない。3
個の異なった周波数の光量子を用いる3段階光電離法で
は、第1の光I子は着目同位体を選択的に励起する周波
数を有し、第2の光量子は励起された同位体をさらに上
の励起状態に励起するに必要な周波数を有し、第3の光
量子は上の励起状態に励起された同位体をイオン化する
に必要な周波数を有する。即ち3台の可視レーザーが必
要であり、可視レーザーボンピング光源、制御装置の構
成は非常に複雑なものとなる。
各々周波数の異なる2個又は3個の光量子が用いられる
。2個の異なる周波数の光量子を用いる2段階光電離法
においては、第1の光量子は着目同位体を選択的°に励
起する周波数を有し、第2の光量子は励起された同位体
をイオン化するため近紫外又は紫外域の周波数を有する
。即ち、励起レーザー、電離レーザーを必要とする。1
さらに原子の電離断面積は励起断面積に比べ10−3か
ら10 小さい。従って電離レーザー光の強度は励起レ
ーザー光の1♂からICf大きくなければならない。3
個の異なった周波数の光量子を用いる3段階光電離法で
は、第1の光I子は着目同位体を選択的に励起する周波
数を有し、第2の光量子は励起された同位体をさらに上
の励起状態に励起するに必要な周波数を有し、第3の光
量子は上の励起状態に励起された同位体をイオン化する
に必要な周波数を有する。即ち3台の可視レーザーが必
要であり、可視レーザーボンピング光源、制御装置の構
成は非常に複雑なものとなる。
本発明の3光子光電離法では、可視レーザー光強度は、
2段階光電離法、3段階光電離法の可視レーザーより大
きいが、強力な電離レーザー又は多種類の波長を有する
可視レーザー、ボンピングレーザーを必要としない。
゛ 即ち、本発明は一種類のレーザー光によって選択励起お
よび電離を行う?下地の光電離法にくらべてシステムを
簡素化出来−とい)実用上の利点がある。
2段階光電離法、3段階光電離法の可視レーザーより大
きいが、強力な電離レーザー又は多種類の波長を有する
可視レーザー、ボンピングレーザーを必要としない。
゛ 即ち、本発明は一種類のレーザー光によって選択励起お
よび電離を行う?下地の光電離法にくらべてシステムを
簡素化出来−とい)実用上の利点がある。
本発明の構成を本発明で使用する装置の開部様を示す第
1図に基いて説明する。第1図において真空セル■内に
設置された金属溶融ルツボ■内に装荷された着目同位を
含む金属元素は■内で抵抗加熱又は電子衝撃加熱によっ
て溶解され金属蒸気となり、コリメータ■を通って金属
蒸気ビーム■となり■の上方で可視レーザー■より発生
されたレーザービームによって照射される。照射部には
電界を印加するための電極板、磁界を印加するための磁
石が設置されており、3個の光子を吸収することにより
生じたイオンは電極板上に回収される。
1図に基いて説明する。第1図において真空セル■内に
設置された金属溶融ルツボ■内に装荷された着目同位を
含む金属元素は■内で抵抗加熱又は電子衝撃加熱によっ
て溶解され金属蒸気となり、コリメータ■を通って金属
蒸気ビーム■となり■の上方で可視レーザー■より発生
されたレーザービームによって照射される。照射部には
電界を印加するための電極板、磁界を印加するための磁
石が設置されており、3個の光子を吸収することにより
生じたイオンは電極板上に回収される。
本発明の実質的な構成は上述した通りであるが更に詳し
く説明する。
く説明する。
本発明に従って、階位体を含む混合物は電子加熱又は抵
抗加熱によって溶融、蒸発され、発生した原子蒸気はコ
リメーターを通して比較的方向性の良い原子ビームとさ
れる。着目同位体が2350であり、低濃縮つ゛しン(
1〜3%>1生産する場合においてはドツプラー拡がり
およびレーザーライン巾は約10 GHz程度で良く、
くれによってウラン蒸気利用率を上げうるとともに、レ
ーザーライン巾を狭めるための反射率の高いエタロンヲ
使用する必要がなくなり、レーザーの効率が高まるCレ
ーザー光との反応部に入った原子ビームは強度の高いレ
ーザー光と交差する。レーザー光の波長は5027 A
’、5511 A’、5620 A’、5758・Ao
、5915 A’及び5971 A’の中の1つであり
、着目同位体はこの波長の篇1の光量子によって選択的
に励起される(第2図の■)。即ち着目成分以外は基底
状態(第2図の■)にある。この時レーザー光の周波数
を着目同位体の共鳴レイルから1〜2 GHz変化させ
ることによって2〜3%の濃縮度の調整が行える。即ち
製品濃度を1%〜5%程度に調整できる。また必要以上
に高い強度のレーザー光は励起レベルの、Rワープロー
ドユングを引き起こし選択励起を不可能にするため、レ
ーザー光は平行光線として原子ビームと交差させる。こ
れによってパワーブロードユング現象が押えられると同
時に反応体積が増加し製品量を増すことができる。この
ようにして第1の光量子を吸収して選択励起された同位
体は第2の光量子を吸収して仮想エネルギーレベル(第
2図の■)K励起される。このしはルは実際には存在し
ないものであり、ここには同位体シフト、超微細構造も
無いためレーザーのライン巾の大小は問題にならない。
抗加熱によって溶融、蒸発され、発生した原子蒸気はコ
リメーターを通して比較的方向性の良い原子ビームとさ
れる。着目同位体が2350であり、低濃縮つ゛しン(
1〜3%>1生産する場合においてはドツプラー拡がり
およびレーザーライン巾は約10 GHz程度で良く、
くれによってウラン蒸気利用率を上げうるとともに、レ
ーザーライン巾を狭めるための反射率の高いエタロンヲ
使用する必要がなくなり、レーザーの効率が高まるCレ
ーザー光との反応部に入った原子ビームは強度の高いレ
ーザー光と交差する。レーザー光の波長は5027 A
’、5511 A’、5620 A’、5758・Ao
、5915 A’及び5971 A’の中の1つであり
、着目同位体はこの波長の篇1の光量子によって選択的
に励起される(第2図の■)。即ち着目成分以外は基底
状態(第2図の■)にある。この時レーザー光の周波数
を着目同位体の共鳴レイルから1〜2 GHz変化させ
ることによって2〜3%の濃縮度の調整が行える。即ち
製品濃度を1%〜5%程度に調整できる。また必要以上
に高い強度のレーザー光は励起レベルの、Rワープロー
ドユングを引き起こし選択励起を不可能にするため、レ
ーザー光は平行光線として原子ビームと交差させる。こ
れによってパワーブロードユング現象が押えられると同
時に反応体積が増加し製品量を増すことができる。この
ようにして第1の光量子を吸収して選択励起された同位
体は第2の光量子を吸収して仮想エネルギーレベル(第
2図の■)K励起される。このしはルは実際には存在し
ないものであり、ここには同位体シフト、超微細構造も
無いためレーザーのライン巾の大小は問題にならない。
仮想エネルギーレベルが実在するエネルギーレベルに近
いほど励起に必要なレーザーエネルギーは低くなりレー
ザーの効率は高くなる。仮想エネルギーレベルに励起さ
れた着目同位体はさらに1個(g3番目)の光量子を吸
収する。3個の光量子のエネルギーの合計は元素のイオ
ン化ポテンシャル(第2図の■)より大きくなるように
設定シテするので着目同位体はイオンとなる。イオンは
プラスの1荷を有すふのでこの生成イオンは電界或は電
磁界を用いて回収される。
いほど励起に必要なレーザーエネルギーは低くなりレー
ザーの効率は高くなる。仮想エネルギーレベルに励起さ
れた着目同位体はさらに1個(g3番目)の光量子を吸
収する。3個の光量子のエネルギーの合計は元素のイオ
ン化ポテンシャル(第2図の■)より大きくなるように
設定シテするので着目同位体はイオンとなる。イオンは
プラスの1荷を有すふのでこの生成イオンは電界或は電
磁界を用いて回収される。
本発明は3光子吸収を利用する同位体分離法であるので
使用するレーザー光の波長は5027 A05511A
’、57.58A0.5915 A’及び5971 A
’の中から選択される。
使用するレーザー光の波長は5027 A05511A
’、57.58A0.5915 A’及び5971 A
’の中から選択される。
本発明において励起光源としてパルス繰返し数が高く、
ピーク出力の大きいフラッシュランプポンプダイレーザ
ー、銅蒸気レーザー及びグイレーザーの組み合せシステ
′ム、Nd:YAGレーザー及びグイレーザーの組み合
わせシステムのいずれかのシステムが好ましく用いられ
る。
ピーク出力の大きいフラッシュランプポンプダイレーザ
ー、銅蒸気レーザー及びグイレーザーの組み合せシステ
′ム、Nd:YAGレーザー及びグイレーザーの組み合
わせシステムのいずれかのシステムが好ましく用いられ
る。
本発明を実施して得た結果を第3図に示しである。
第3図はグイレーザー光強度と濃縮度、スRクトル巾の
関係を示したもので、グイレーザー光強度を増すにつれ
てスイクトル巾が増加し、製品濃度が減少することが示
されている。これはグイレーザー光強度を変えることに
よっても製品濃度を変えうろことを示している。
関係を示したもので、グイレーザー光強度を増すにつれ
てスイクトル巾が増加し、製品濃度が減少することが示
されている。これはグイレーザー光強度を変えることに
よっても製品濃度を変えうろことを示している。
第1図は本発明で使用する装置の開部様を示す概念図で
ある。 第2図は本発明で用いる元素のエネルギーレベルを示す
概念図である。■は基底状態、■は選択励起レベル、■
は仮想レベル、■はイオン化ポテンシャル、■、■、■
は等しい周波数の光量子を示す。 第3図は本発明の実施例で得た結果を示すグラフである
。 特許出願人 日本原子力研究所 尾1図 義2図 乳3図 グイレーす°゛−−卿潰MW/cmす
ある。 第2図は本発明で用いる元素のエネルギーレベルを示す
概念図である。■は基底状態、■は選択励起レベル、■
は仮想レベル、■はイオン化ポテンシャル、■、■、■
は等しい周波数の光量子を示す。 第3図は本発明の実施例で得た結果を示すグラフである
。 特許出願人 日本原子力研究所 尾1図 義2図 乳3図 グイレーす°゛−−卿潰MW/cmす
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、着目同位体を含む混合物を加熱し発生した原子蒸気
を適当な手段により方向性のよい原子ビームとし真空中
を走らせ、ついで強度の高い特定の波長のレーザー光と
交差させ着目同位体以外の成分は基底状態におき、着目
同位体のみをこの波長の第1の光量子によって選択的に
励起させ、ついでこの励起状態にある着目同位体に第2
の光量子を吸収させて仮想エネルギーレベルに励起させ
、更に仮想エネルギーレベルに励起された着目同位体に
第3の光量子を吸収させて着目同位体をイオン化し、最
後にイオン化された着目同位体を電界又は電磁界を用い
て回収することから成る一種類のレーザー光によって着
目同位体の選択励起および電離を行うことを特徴とする
3光子吸収による同位体の分離方法。 2、レーザー光の波長が5027A−5511A156
20 Ao、5758A’、5915AoElび597
1 A’から成る群から選択される特許請求の範囲第1
項記載の方法。 3、着目同位体が235υである特許請求の範囲第1項
記載の方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57037483A JPS58153526A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 3光子吸収による同位体分離法 |
US06/473,131 US4584072A (en) | 1982-03-10 | 1983-03-07 | Process for separating an isotope from a mixture of different isotopes by using a single laser beam |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57037483A JPS58153526A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 3光子吸収による同位体分離法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58153526A true JPS58153526A (ja) | 1983-09-12 |
JPH025131B2 JPH025131B2 (ja) | 1990-01-31 |
Family
ID=12498762
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57037483A Granted JPS58153526A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 3光子吸収による同位体分離法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4584072A (ja) |
JP (1) | JPS58153526A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61161127A (ja) * | 1985-01-10 | 1986-07-21 | Hitachi Ltd | 同位体分離方法 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0716584B2 (ja) * | 1989-08-04 | 1995-03-01 | 動力炉・核燃料開発事業団 | レーザー同位体分離装置 |
US5316635A (en) * | 1992-05-22 | 1994-05-31 | Atomic Energy Of Canada Limited/Energie Atomique Du Canada Limitee | Zirconium isotope separation using tuned laser beams |
US5527437A (en) * | 1994-08-19 | 1996-06-18 | Atomic Energy Of Canada Limited/Energie Atomique Du Canada Limitee | Selective two-color resonant ionization of zirconium-91 |
US5504328A (en) * | 1994-12-09 | 1996-04-02 | Sematech, Inc. | Endpoint detection utilizing ultraviolet mass spectrometry |
US5977540A (en) * | 1998-04-16 | 1999-11-02 | Lucent Technologies Inc. | Laser-assisted particle analysis |
DE10336057B4 (de) * | 2003-08-01 | 2010-12-23 | Albrecht Dr. Lindinger | Verfahren, Vorrichtung und Computerprogramm zur Trennung von Molekülen mit unterschiedlichen Anregungsspektren |
CN114280005A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-05 | 中国工程物理研究院材料研究所 | 一种氢及氢同位素的快速分析检测装置及方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS49105096A (ja) * | 1973-02-02 | 1974-10-04 | ||
JPS517400A (en) * | 1974-06-07 | 1976-01-21 | Instruments Sa | Uraniumunoshukunohohooyobisochi |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IL39023A (en) * | 1972-03-19 | 1977-02-28 | Yeshaya Nebenzahl | Isotope separation |
CA1017076A (en) * | 1973-02-02 | 1977-09-06 | Harry Petschek | Selective ionization system |
US4000420A (en) * | 1974-06-11 | 1976-12-28 | The Board Of Trustees Of Leland Stanford Junior University | Method and apparatus for separating isotopes |
US4049515A (en) * | 1975-04-22 | 1977-09-20 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Laser isotope separation by multiple photon absorption |
FR2495955A1 (fr) * | 1976-09-24 | 1982-06-18 | Commissariat Energie Atomique | Procede de separation des isotopes d'un melange gazeux |
AU524246B2 (en) * | 1977-12-19 | 1982-09-09 | Jersey Nuclear-Avco Isotopes Inc. | Use of autoionization transition in isotopically selective photoexcitation |
US4350577A (en) * | 1979-11-13 | 1982-09-21 | Allied Corporation | Electronically induced multiphoton absorption |
US4514363A (en) * | 1980-05-02 | 1985-04-30 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method for isotope enrichment by photoinduced chemiionization |
-
1982
- 1982-03-10 JP JP57037483A patent/JPS58153526A/ja active Granted
-
1983
- 1983-03-07 US US06/473,131 patent/US4584072A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS49105096A (ja) * | 1973-02-02 | 1974-10-04 | ||
JPS517400A (en) * | 1974-06-07 | 1976-01-21 | Instruments Sa | Uraniumunoshukunohohooyobisochi |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61161127A (ja) * | 1985-01-10 | 1986-07-21 | Hitachi Ltd | 同位体分離方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH025131B2 (ja) | 1990-01-31 |
US4584072A (en) | 1986-04-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Fedoseyev et al. | The ISOLDE laser ion source for exotic nuclei | |
Fittinghoff et al. | Polarization dependence of tunneling ionization of helium and neon by 120-fs pulses at 614 nm | |
Waynant et al. | Review of short wavelength laser research | |
Kimock et al. | Solids analysis using energetic ion bombardment and multiphoton resonance ionization with time-of-flight detection | |
Hessels et al. | Two-stage Rydberg charge exchange: An efficient method for production of antihydrogen | |
Eder et al. | Tabletop x‐ray lasers | |
Louisell et al. | Analysis of a soft-x-ray laser with charge-exchange excitation | |
Rottke et al. | Atomic hydrogen in a strong optical radiation field | |
Staudte et al. | Observation of a nearly isotropic, high-energy Coulomb explosion group in the fragmentation of D 2 by short laser pulses | |
US4149077A (en) | Method for separation and enrichment of lithium isotopes by laser | |
JPS58153526A (ja) | 3光子吸収による同位体分離法 | |
Weyl et al. | Laser-induced breakdown in argon at 0.35 μm: theory and experiments | |
CA1067037A (en) | Multiple particle type interaction isotopically selective ionization | |
US4038549A (en) | Isotopically selective excitation from plural excited states | |
US5110562A (en) | Laser isotope separation apparatus | |
Li et al. | Laser-driven acceleration of quasi-monoenergetic, near-collimated titanium ions via a transparency-enhanced acceleration scheme | |
Moini et al. | Formation of small negative and positive cluster ions of gold, silver, and copper by direct laser vaporization | |
EP0058213A1 (en) | Isotope separation by solar photoionization | |
Jana et al. | Ionization yield of two-step photoionization process in an optically thick atomic medium of barium | |
RU2390375C2 (ru) | Способ выделения изотопа иттербия | |
Bushuev et al. | X-ray lasers | |
JPH0290B2 (ja) | ||
EP0444336B1 (en) | Laserisotope separation apparatus | |
US20050269198A1 (en) | Method for isotope separation of thallium | |
Morley et al. | Pd-Na/F double exploding foil photoionization experiment |