激光分离同位素

本文概述了激光分离同位素的一般原理和方法,并对分离铀同位素的方法和进展作了评述。

激光分离同位素的发展及现状

前言众所周知,同位素在工业、农业、医学等中有其极为重要的意义。稳定同位素,如碳-13、氮-15、硫-33、氧-18、钙-44等,可作为标记化合物,广泛应用于科学研究中,如研究有机化学反应、光化学反应、电化学反应、催化反应等过程的机理及其动力学效应。为化学工业提供可靠的科学依据。

数值模拟激光辅助凝聚抑制同位素分离中喷嘴构型对超声速射流的影响

激光辅助凝聚抑制同位素分离(CRISLA)方法需要激光选择性激发超声速射流中的同位素分子,装置内的流场会对分离效果产生影响。CRISLA中超声速射流主要受喷嘴构型的影响,本研究利用计算流体力学(CFD)方法研究喷嘴构型参数(喉部直径、扩张段长度、扩张角度)对CRISLA流动的影响。结果表明,喉部直径是影响射流低温区温度的主要因素,喷嘴扩张段长度对喉部直径3~5 mm喷嘴射流低温区温度影响不明显,而对喉部直径<3 mm的喷嘴射流低温区温度影响较大;喉部直径在3~5 mm时,扩张段长度及扩张角度对射流低温区位置影响小,低温区都位于喷嘴外,喉部直径<2 mm时,扩张段长度与扩张角度对射流低温区位置有显著影响,需要优化二者关系才能在喷嘴外获得较理想射流。在保障低温区位于喷嘴外的前提下,适当增大扩张段角度有利于射流径向扩散。研究的几种喷嘴构型能形成较理想射流,可为未来实验研究提供参考。

双频CO_2激光多光子离解分离硼同位素的研究

使用一种可调谐双频TEA CO2激光器输出的空间重叠的双频CO2激光对BC l3进行多光子离解,在没有聚焦的情况下照射反应池中BC l3和O2的混合气体150次,生成物(B2O3)中10B的富集系数达到1.80。

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。

日本动燃事业团完成分子激光同位素分离工程论证设施

【德国《同位素实践》1990年第12期第576页报道】德国莱比锡技术学院的E.克贝尔和E.J.朗格罗克撰文,谈寻找天然的超重元素问题。文章开头说,周期系中将包括多少种元素的问题,至今没有答案。一些理论计算表明,自然界可能存在超重元素。例如,1955年有人预测,自然界存在原子序数高达170的元素。

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。

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。

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

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.

应用可调谐外腔半导体激光器测量锂同位素比率

采用中心波长固定的可调谐外腔半导体激光器作为光源,通过激光吸收光谱法对锂原子同位素比率进行测量。该方法利用PID温控器实现锂金属蒸发温度的控制和测量。采用激光斜入射的方式消除光路调试过程中产生的标准具效应。实验测量给出了6组不同腔体温度下6 Li和7 Li在671nm附近的吸收光谱,通过对6LiD1和7LiD2吸收峰进行积分吸收计算,得到6Li/7Li同位素比率测量精度可达2.5%。

单一激光器浓缩Li同位素的初步实验

激光同位素分离已提出过多种方案,有的仍停留于原理验证,有的已发展到相当成熟,接近工业实用阶段。同时,新方案还在继续探索和试验。新近我们提出了一种基于极化原子束磁偏转的浓缩方案,其基本原理是:用几个不同频率和偏振的激光对原子束中两种同位素原子进行选择性光抽运,使它们分别在不同方向上被高度极化,例如使同位素A原子正极化,同位素B负极化;当极化原子束通过选态磁铁时。

基于光化学锂同位素分离条件的同位素比率测量

从光化学锂同位素分离实验研究的需求出发,基于其分离条件,提出了一种测量锂同位素比率的方法。该方法利用锂原子蒸气对探测光吸收峰的峰值来计算锂的同位素比率,避开了测量原子密度时所需的吸收信号频率定标与光强随频率变化积分中积分限的选择问题。该方法还根据锂同位素吸收谱的特殊性采用具有较强吸收效应的6 Li的D2线对应的吸收峰峰值,可在原子蒸气中6 Li含量较低时提高对比率的测量精度。设计并搭建了实验装置,对该方法进行了测试。同一条件下所测得的同位素比率相对标准偏差小于1%,表明该方法对光化学分离方法中锂同位素比率相对变化是敏感的。这意味着该方法可作为以原子蒸气为分离介质的激光锂同位素分离研究的诊断手段。

BCl_(3)同位素分离中二聚体的浓度

在激光辅助凝聚抑制同位素分离的过冷超饱和超声速气流中,同位素分子BCl_(3)与载气原子(稀有气体原子RG:He,Ne,Ar,Kr,Xe)间的接触碰撞形成二聚体BCl_(3):RG,二聚体浓度与温度等参数的关系对同位素分离中参数调控与选择具有重要意义.本文基于分子间相互作用解析势函数,考虑二体、三体碰撞诱导的二聚体缔合与解离,给出了BCl_(3):RG二聚体浓度随绝对温度变化的关系.结果表明:二体碰撞在BCl_(3):RG形成中占据主导,在BCl_(3)初始摩尔分数为0.01-0.10内,BCl_(3):RG二聚体浓度随BCl_(3)初始摩尔分数变化大致呈线性关系,初始摩尔分数不仅决定理论上二聚体浓度的极限值,还主导了低温区二聚体浓度;在超声速流气室温度为20 K左右时,采用较重的惰性气体Kr形成二聚体的浓度最大,同时给出了不同温度区间各种载气对应的二聚体浓度大小;进一步,通过二聚体中有效解离能和伸缩振动频率等参数的变化,在分子尺度上利用简单模型解释了激光辅助凝聚抑制的内在微观机制.

美企合作研究利用激光技术浓缩后处理铀

【英国《国际核工程》网站2023年12月13日报道】美国激光同位素分离技术公司(LIS Technologies)与库里奥解决方案公司(Curio Solutions)2023年11月28日签署谅解备忘录,将合作研究利用激光同位素分离技术对后处理铀(即通过后处理从乏燃料中回收的铀)进行浓缩的可行性。

BCl_(3)分子振动频率的同位素效应

利用密度泛函B3LYP方法与耦合簇CCSD方法,结合全电子高斯基函数,计算了^(10)BCl_(3)和^(11)BCl_(3)分子的基态平衡几何和谐振频率,进而得到了分子伸缩振动模式的同位素位移.计算检验了芯-价电子关联、标量相对论效应,以及基组外推对分子几何结构、振动频率和同位素位移的影响;结果表明,高阶修正效应对同位素位移的影响很小,并分析了其原因.同时得到了不同Cl/B同位素分子体系的同位素位移.研究对激光分离同位素技术中激光中心波长的选择具有重要参考意义.

风速校准中激光多普勒测速仪激光器的选择

0引言激光多普勒测速仪（以下简称LDV）是测量通过激光探头的示踪粒子的多普勒信号[1],再根据速度与多普勒频率的关系得到速度。LDV是目前世界上测速准确度最高的在线实时测速仪器。由于是激光测量,测速范围宽,而且多普勒频率与速度是线性关系,与该点的温度、压力无关,其还具有非接触测量、不干扰流场的特点,因此LDV系统极其适合速度仪器校准。LDA系统包括电路和光路两部分。