原子蒸气激光同位素分离研究进展综述—(Ⅰ):理论研究

原子蒸气激光同位素分离(atomic vapor laser isotope separation)过程主要包括了金属的原子化过程、蒸气原子中目标同位素原子的激发电离过程和目标同位素离子的引出收集过程。为了深入理解原子蒸气激光同位素分离的机制,本论文综述了目前有关原子蒸气激光同位素分离系统中各子过程的理论研究(特别是数值模拟)方法,包括描述原子化过程中坩埚内部传热与流动特性的流体模型以及液态金属蒸发膨胀过程的蒙特卡洛粒子模拟或基于Bhantagar-Gross-Krood(BGK)方程的动力学方法,描述激光光电离过程的经典速率方程和半经典理论以及离子引出过程的电子平衡流体模型和Monte Carlo粒子模拟方法;综述了采用上述方法研究原子蒸气激光同位素分离过程所取得的主要进展和需要进一步开展的工作,这对今后继续深入开展该领域的研究工作具有一定的借鉴作用。

原子蒸气激光同位素分离研究进展综述——(Ⅱ):实验研究

原子蒸气激光同位素分离是一个涉及多学科领域的复杂过程。为了深入理解原子蒸气激光同位素分离的机制,主要从实验研究的角度综述了目前有关原子蒸气激光同位素分离过程中金属加热蒸发、激光光电离以及离子引出与收集3个子过程的实验研究进展,包括坩埚的材料与结构参数、加热方式、电子枪结构与工作参数以及合金成分等对金属原子化过程、激光器参数对光电离过程以及引出电极结构与外加电压参数、碰撞损失和溅射损失等对离子引出过程的影响规律,简要介绍了最新的离子引出模拟实验装置的发展现状;讨论了目前在上述各过程研究中所取得的主要研究结果,这对于今后进一步深入开展该领域的实验研究工作,包括离子引出模拟实验研究系统的发展具有一定的参考价值。

美国将增加原子蒸气激光同位素分离(AVLIS)计划的经费

【美国《核燃料》1991年5月27日第2页报道】美国国会科学、空间和技术委员会口头表决通过了一项授权法案,它将为1992年财政年度的 AVLIS 计划提供2.186亿的基金,并加速对这项核燃料浓缩技术的承包公司的选择。

美国原子蒸气激光同位素分离计划的现状和前景

【英国《国际核工程》1992年11月号第56页报道】美国能源部自1985年决定放弃离心计划以来,一直把高科技的研究与开发资金用在原子蒸气激光同位素分离技术上。但是,美国能源部尚难确定何时可以采用这种技术。其他的大的供应者则认为。

美国原子蒸气激光同位素分离计划管理者受严厉批评

【美国《核燃料》1992年第17卷第26期第4页报道】美国能源部监察局(IG)说,11亿美元的原子蒸气激光同位素分离计划(AVLIS)缺少适当的计划管理办法。由于它的拖延,和存在许多问题.

美总审计局支持原子蒸气激光同位素分离计划

【美国《核新闻》1991年10月号第88页报道】美国总审计局相信“完成原子蒸气激光同位素分离(AVLIS)这一谁计划,将为 AVLIS

原子激光同位素分离的离子引出技术

介绍了离子引出的几种方法 ,包括平行板电极法、交替偏压平行板电极法、线状阳极对称电极法、Π 状电极法、M状电极法、射频共振法等 ,并对这些技术进行了简要的评述。重点介绍了射频共振引出的理论模型和模拟实验方法。选择合适的离子引出参数 。

激光光压偏转原子束分离锂同位素

我们利用激光光压偏转原子束进行了锂同位素的分离实验。原子束装置的准直比450：1，原子炉温度为600℃，束中原子密度10^9个／厘米^3，平均速度1．9×10^5厘米／秒，实测束发散角为4．7×10^-3弧度。使用美国光谱物理公司制造的380A型单频、可调谐、连续染料激光器，有效线宽6兆赫，

美国批准原子蒸汽激光同位素分离(AVLIS)浓缩技术商业化

[欧洲核学会《核新闻网》1994年10月11日报道]日本将在下月在俄罗斯奥布宁斯克举行的国际原子能机构(IAEA)会议上,披露其正在研究把从武器上拆卸下来的钚转用为核电站燃料的方法。日本的科学家们认为,通过这一途径,他们能使这些钚再也不能用来制造核武器。

极化原子束磁偏转——一种新的激光同位素浓缩方法

一种新的激光同位素浓缩方法——极化原子束磁偏转浓缩同位素方法,经实验验证是可行的,并已观察到碱元素Li,Rb和稀土元素Eu的同位素浓缩效果。文中概述了此方法的原理和迄今为止得到的实验结果。

激光分离铀同位素分离器的设计及应用

描述了用DMP－450型镀膜机改造、设计成应用于激光铀同位素分离的分离器装置。选用6000W电子枪作为加热源，产生激光同位素分离实验所需的铀蒸气，对激光与铀原子相互作用区中的铀原子密度进行了估算。讨论了在蒸发中，由多普勒效应引起的话线加宽及热离子等对分离实验的影响因素和排除方法。还对高温下液态铀的强腐蚀性、加热坩埚和屏蔽罩的实验选择等方面进行了有益的探讨。

南非计划在1994年试验原型分子激光同位素分离装置

【美国《核燃料》1992年3月2日刊第7页报道】据南非原子能有限公司(AEC)首席业务领导人Walde stumps说,该公司计划在1994年前后测定其一种原型铀浓缩装置的经济和技术参数。这种浓缩装置采用的是分子激光同位素分离(MLIS)方法。

激光吸收光谱法实时监测原子蒸气密度

采用固体激光器泵浦环形染料激光器作为光源,通过激光吸收光谱法对钆原子蒸气密度进行实时监测。应用光纤远距离传输提高光路稳定性,采用多步吸收光程技术,并引入参考光消除激光功率不稳定因素影响。实验结果表明:采用该方法建立的原子蒸气密度实时监测系统标准误差约为4%,可为激光同位素分离过程提供可靠数据,从而提高分离效率。

法国将论证原子蒸气激光富集工艺的可行性

【美国《核燃料》1996年3月11日刊第5页报道】 法国激光富集计划的官员上周表示,该项目的合伙人有信心在1997年的最后期限前论证原子蒸气激光富集工艺方法(Silva)的技术可行性,并且乐观地认为,商用Silva厂的分离功单位的成本将在下个世纪头10年的市场上具有竞争力。 Silva工艺由法国原子能委员会(CEA)在1985年优先开发,并在1991年得到论证。但是。

原子蒸气激光法分离钆同位素的偏振选择性实验

对原子蒸气激光法分离钆同位素中的光电离选择性进行了实验研究。分析了在偏振选择定则基础上分离钆奇数同位素的基本原理;测量了电离路径中总角动量J=2→2→1→0变化时的光电离选择性;观察了光的偏振状态改变时光电离选择性的变化,通过控制光阑的大小观测到杂散光引起的光电离选择性降低;进行了外磁场对光电离选择性的影响实验,基本给出了磁场方向和大小对于光电离选择性的影响程度。在外磁场方向垂直于光束的偏振方向时,很微弱的磁场就能引起光电离选择性的降低,磁场大小在2×10-4T时就看到了明显的选择性变化。当外磁场的方向平行光束的偏振方向时,磁场对于选择性的影响就显得相对很小。

激光原子法同位素分离中三维原子分布函数的计算

在激光同位素分离中 ,激光作用区内原子的密度和速度分布对分离过程有重要影响。目前 ,理论上对这个问题的研究还都限于二维情形。该文根据激光同位素分离装置中激光作用区原子密度较低的特点 ,在忽略原子碰撞的条件下给出了一种计算三维空间内原子速度分布函数的方法。利用该方法对小尺度蒸发实验进行计算所获得的结果在定性和定量上都与实验测量符合的很好。

直接模拟蒙特卡罗法模拟二维平面蒸发亚稳态原子退激过程

在原子法激光同位素分离 (AVLIS)工程中 ,金属受电子束的加热而熔化 ,有一部分原子处于亚稳态能级 ,为了分析在蒸发过程中亚稳态原子退激对原子蒸气的速度、温度等物理特性的影响 ,采用直接模拟蒙特卡罗 (DSMC)法模拟钆原子蒸发过程 ,分析亚稳态原子退激过程对蒸气特性的影响。模拟结果表明 :亚稳态原子退激使得原子蒸气的速度增加 ,温度升高 ;克努森数Kn越小 ,原子间碰撞越频繁 。

金属原子二维平面蒸发动力学过程研究

从由Boltzmman方程而来的BGK方程出发 ,数值模拟长槽型坩埚二维平面蒸发动力学过程 ,着重对分离器中加入精料收集板、贫料收集板和热离子收集板时蒸气原子的空间物理特性进行数值模拟和分析 ,并对收集板的吸收率和温度以及Kn变化时 ,蒸气原子的空间物理特性进行了分析。