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

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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
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JP
Japan
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isotope
interest
photon
excited
laser
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JP57037483A
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English (en)
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JPH025131B2 (ja
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Takashi Arisawa
有沢　孝
Yoichiro Maruyama
丸山　庸一郎
Yasushi Suzuki
庸氏 鈴木
Tami Iwamoto
岩本　多實
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Japan Atomic Energy Agency
Original Assignee
Japan Atomic Energy Research Institute
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    • 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

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  • 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。

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
【図面の簡単な説明】
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

Claims (1)

  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。
JP57037483A 1982-03-10 1982-03-10 ３光子吸収による同位体分離法 Granted JPS58153526A (ja)

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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

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JPS58153526A true JPS58153526A (ja) 1983-09-12
JPH025131B2 JPH025131B2 (ja) 1990-01-31

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ID=12498762

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JPH025131B2 (ja) 1990-01-31
US4584072A (en) 1986-04-22

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