激光感生荧光法测量金属原子蒸气横向速度分布

了解原子蒸气的密度、速度和温度分布对提高原子法激光分离同位素 (AVL IS)的分离效率起着重要作用。该实验采用激光感生荧光法和高灵敏度的线阵 CCD测量了线源蒸发钆金属原子蒸气的横向速度分布。通过实验证实了在线源蒸发的情况下 ,原子蒸气横向平均速度随横轴线性增加 ,横向速度分布近似服从 Maxwell分布。离蒸发对称面越远横向速度分布的半宽度越大 ,这表明离蒸发对称面越远原子热运动越激烈。而原子束横向平均速度随电子枪加热功率增加而增加 ,并且趋向于一饱和值。这是由于原子束平均速度取决于蒸发表面的温度 ,而液面温度随电子枪功率增加是有限的。

直接蒙特卡罗法模拟高温金属原子蒸发

蒸发产生的原子束在很多科技领域获得广泛应用。特别是在原子法激光分离同位素工程中，铀原子蒸气的空间分布（如密度分布、温度分布、速度分布等）是分离器优化设计的重要依据之一。采用直接蒙特卡罗方法模拟了真空室内高温金属的蒸发动力学过程，得到了二维空间内原子蒸气流各物理量的空间分布规律，并给出了相应的物理解释。其中原子蒸气的横向平均速度分布的模拟结果与实验结果吻合很好。