CH618103A5 - Process for uranium isotope separation - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Trennung von Uran-Isotopen.

Um die vorliegende Erfindung klar verstehen zu können, ist es nützlich, den Stand der Technik in bezug auf die photochemische Trennung von Isotopen zusammenzufassen. Im US-Patent 2 713 025 und im britischen Patent 1 237 474 sind gute Beispiele für Verfahren zur photochemischen Trennung von Quecksilber-Isotopen wiedergegeben.

Das erste Erfordernis für eine photochemische Trennung von Isotopen besteht darin, dass man solche Bedingungen findet, dass die Atome oder Moleküle von irgendeinem Isotop eines gegebenen Elementes das Licht in viel stärkerem Masse absorbieren, als dies bei Atomen oder Molekülen eines anderen Isotopes von genanntem Element der Fall ist. Quecksilber ist ein flüchtiges Metall und bildet leicht Dämpfe von Atomen. Die genannten Atome absorbieren das Ultraviolett-Licht bei 2537 Â. Die Absorptionslinie von Hg202 ist um etwa 0,01 Â in bezug auf die Absorptionslinie von Hg202 verschoben. Da die Absorptionslinien äusserst nahe beieinanderliegen, kann man bei Verwendung von Licht in einem kritisch engen Wellenlän-gen-Bereich entweder Hg200 oder Hg202 anregen.

Das zweite Erfordernis für eine photochemische Trennung von Isotopen besteht darin, dass die durch Licht anzuregenden Atome oder Moleküle Vorgänge eingehen, welche bei den Atomen oder Molekülen, welche nicht angeregt werden, nicht eintreten, oder mindestens nicht so schnell erfolgen. Ein Quantum Ultraviolett-Licht von 2537 Â ermöglicht eine Anregung von 112,7 kcal/Mol für die absorbierenden Quecksilberatome. Die Anzahl der Quecksilberatome, welche bei Raumtemperatur thermisch auf diese Energie angeregt werden, ist verschwindend klein; somit werden die durch Licht angeregten Atome nicht durch solche Atome verdünnt, welche durch thermische Energie angeregt sind. Atome mit dieser hohen Anregung gehen leicht Reaktionen mit H20 ein (wie im US-Patent offenbart), oder mit 02, HCl oder Butadien (wie im britischen Patent mitgeteilt), wobei die genannten Reaktionen bei Raumtemperatur mit unangeregtem Quecksilber nicht eintreten.

Uran ist jedoch ein äusserst hochschmelzendes Metall, welches nur bei extrem hohen Temperaturen siedet. Somit beinhaltet die Verwendung der oben beschriebenen Verfahren mit Uran- statt Quecksilberatomen offensichtliche Schwierigkeiten. Im US-Patent 3 772 519 wird z. B. die Tatsache offenbart, dass Uranmetall eine isotope Spektrallinien-Verschiebung zeigt und dessen Isotope durch Verwendung von Urandampf getrennt werden können. Es sind jedoch in einem solchen Verfahren extrem hohe Temperaturen erforderlich, was dieses Vorgehen in höchstem Masse unausführbar macht.

Die allgemeine Nützlichkeit von Lasern zur Trennung von Isotopen wurde eingehend erläutert. Kürzlich erschienen zwei Artikel von Ambartzumian et al. in der Soviet Physica JETP 21, 375,1975 und Lyman et al. in Applied Physics Letters 27, 87,1975, worin über Experimente berichtet wird, in welchen gasförmiges SF6 bei Raumtemperatur mit einem C02-Laser bestrahlt wurde. Die Wellenlänge des C02-Lasers entspricht einer Grundabsorptions-Schwingung von SF6-Molekülen, welche das eine Schwefelisotop enthalten, aber nicht von SF6-Mo-lekülen, welche das andere Isotop enthalten. Somit bewerkstelligt der C02-Laser eine isotopenselektive Anregung von SF6. Da die Anregung bei einer sehr hohen Leistungsdichte erfolgt, werden diejenigen Moleküle, welche ein Photon absorbiert haben, viel eher ein zweites Photon absorbieren und zweifach angeregt werden, als die Energie des ersten Photons zu verlieren und nicht mehr im angeregten Zustand zu sein. Die doppelt angeregten Moleküle werden sehr wahrscheinlich ein drittes Photon absorbieren usw. Somit kann die isotopenselektive Anregung bis zu einem solchen Ausmass erfolgen, dass die angeregten Moleküle genügend Energie zum Dissoziieren erhalten; folglich wird die zweite Bedingung zur oben erwähnten Trennung von Isotopen erfüllt. Anschliessend werden die dissoziierten Moleküle sofort von den undissoziierten abgetrennt.

Ein wichtiger Gesichtspunkt des in den beiden Literaturangaben offenbarten Verfahrens soll erwähnt werden; es geht um die isotopenselektive Anregung mit Hilfe eines C02-Lasers. Der C02-Laser ist höchst wirksam, verhältnismässig billig und zum Bauen in der für industrielle Anwendungen von grossem Ausmass benötigten Grösse ausführbar. Falls er in einem Verfahren zur Isotopentrennung verwendet werden kann, stellt er in eindeutiger Weise den zur Wahl stehenden Laser dar.

Falls man versucht, den C02-Laser zur Trennimg von Uran-Isotopen zu verwenden, treten grosse Schwierigkeiten auf. Viel Aufmerksamkeit wurde eingesetzt, um UF6 für die Urantrennung mit Hilfe von Laser zu gebrauchen, da diese Verbindung höchst flüchtig ist. UF6 weist jedoch zwei Grund-absorptions-Schwingungen auf, welche bei 626 und 189 cm-1 liegen, welche einige Isotopen-Spektrallinienverschiebungen haben, so dass eine Trennung der Isotope erreicht v/erden kann. Während es für einen Fachmann möglich ist, Laser zu bauen, welche bei beiden Wellenlängen arbeiten, sind solche Laser gegenwärtig den C02-Lasern sowohl in bezug auf die Leistung als auch auf die Kosten unterlegen.

Der U02-Rest weist Absorptionsbanden im Infrarotspektrum auf, wobei dieses Licht absorbiert, welches aus kommerziell erhältlichen C02-Lasern emittiert wurde. Diese Absorptionsbanden des U02-Restes weisen eine genügende Verschiebung auf, so dass sie zur Isotopentrennung nützlich gemacht werden können.

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Im US-Patent 3 951 768 wird die Verwendung eines C02-Lasers für die Isotopentrennung veröffentlicht. Eine der Verbindungen, welche mit anderen zusammen als möglicherweise nützlich für die Isotopentrennung angeführt wurde, ist U02(N03)2 • 6H20. Deshalb scheint es, dass in diesem Patent die Verwendung von Uranylverbindungen mit einem C02-La-ser zur Isotopentrennung vorgeschlagen wird. Da diese Verbindungen zusammen mit anderen, einschliesslich UF6, aufgeführt ist, welche das Licht aus dem C02-Laser nicht absorbieren, ist es nicht klar, was damit berichtet werden soll. Dennoch ist eine Uranylverbindung erwähnt. Die spezifische, oben erwähnte Uranylverbindung, welche im genannten Patent enthalten ist, ist jedoch in dem Sinne nicht flüchtig, dass Zersetzung eintritt und dass sie deshalb nicht in der Gasphase zur Isotopentrennung verwendet werden kann. Tatsächlich zersetzen sich die meisten Uranylverbindungen ohne Verdampfung, wenn sie erwärmt werden. Es gibt einen Artikel von Bloor et al. (Canadian Journal of Chemistry, 42, 2201-2208), in welchem über die Existenz einer Verbindung berichtet wird, welche als Uranyl-phthalocyanin beschrieben ist; diese ist unterhalb eines Vakuums von «unter 0,01 mm Druck bei 400 bis 450° C» sublimierbar. Diese Bedingungen sind jedoch wiederum bei der Verwendung in Verfahren zur Isotopentrennung ganz und gar nicht annehmbar. Die Infrarotspektren des festen Uranyl-phthalocyanins wurden mit Nujol zusammen beobachtet, und es wurde ein Absorptionspeak «in der Gegend von 900 bis 950 cm-1» festgestellt; dieser wurde versuchsweise der Uranylgruppe zugeschrieben. Dies liegt im Bereiche eines C02-Lasers.

Schiessinger et al. haben im Journal of the American Chemical Society 75, Seiten 2446—8 (1953) ebenfalls über ura-nylhaltige Verbindungen berichtet. Schiessinger et al. behandeln jedoch die Verwendung dieser Stoffe in Verfahren zur Isotopentrennung nicht. Es wurde in der Tat mitgeteilt, dass der Dampfdruck der Schlessingerschen Verbindung lediglich 0,0027 Torr bei einer Temperatur von 130° C beträgt. In einem Artikel von Beiford et al., Journal of Inorganic und Nu-clear Chemistry, Vol. 14, Seiten 169-178,1960, werden weiter die Herstellung und die Eigenschaften von bis-Hexafluor-acetylaceton-U02-tetrahydrat veröffentlicht. Dieser Stoff scheint wiederum nicht verdampfbar zu sein, weil er sich bereits beim Heizen auf 58° C zersetzt. Somit kann dieser Stoff im nachfolgend offenbarten Verfahren zur Isotopentrennung nicht von Nutzen sein.

Die Uranylverbindung muss deshalb einen stabilen Dampf bilden und einen bedeutenden Dampfdruck bei verhältnismässig niedriger Temperatur aufweisen, um im erfindungsgemäs-sen Verfahren nützlich zu sein. Stabile Dampfteilchen bilden einen notwendigen Teil von irgendeinem Verfahren, in welchem man die selektive Anregung zu verwenden sucht, um ein Ungleichgewicht in einer isotopenspezifischen Weise herzustellen, und in welchem man erreichen möchte, dass lediglich die selektiv angeregten Teilchen destabilisiert werden. Das zweite Erfordernis, welches darin besteht, die Temperatur, bei welcher der benötigte hohe Dampfdruck erreicht werden soll, auf ein Minimum herabzusetzen, wird herangezogen, um die Heissband-Population zu minimalisieren, was zu einer reduzierten Selektivität in allen Stufen des Verfahrens führen kann, d. h. nicht nur die Selektivität des Anregungsvorganges wird herabgesetzt, sondern auch diejenige des nachfolgenden Unterscheidungsschrittes, was zu einer Ansammlung von Produktteilchen führt.

Werden die uranylhaltigen Moleküle in einem Verfahren eingesetzt, bei welchem mittels eines Lasers Isotopen getrennt werden, verlangt dies noch andere Eigenschaften von den Molekülen. Diese umfassen die spektrale Transparenz im Infrarot und bei den möglichen Anregungs-Wellenlängen im sichtbaren und UV-Bereich. Die Gasphaseteilchen sollten Monomere sein, um die Möglichkeit der Verstreuung von selektiv absorbierter Energie auf ein Minimum herabzusetzen. Wenn möglich sollte das Molekül so beschaffen sein, dass bei der Anregung durch Infrarot oder UV eine innere chemische Umlage-rung erhalten wird, was zu stabilen Endprodukten führt, welche vom Ausgangsmaterial abtrennbar sind.

Schliesslich sollte die für den Verdampfungsvorgang der uranhaltigen Teilchen aufgewendete Energie minimalisiert werden.

Eine andere Verwendung, welche flüchtige Uranylverbindungen erfordert (wie beschrieben), liegt in der Trennung von schweren Metallen, wobei diese gewöhnlich entweder mit GC (Gaschromatographie) oder durch fraktionierte Sublimation erfolgt. Solche Abtrennungen sind wesentlich in mineralischen Behandlungen und in Aufbereitungen, worin das Uran (vorhanden als Uranyl-Ion) von anderen Seltenen Erdmetall-Ionen oder anderen Metall-Ionen abgetrennt werden soll.

Im vorliegenden Verfahren wird eine Verbindung verwendet, welche die oben erwähnten Eigenschaften aufweist, nämlich Uranylhexafluoroacetylacetonat (hfacac), welches einen Komplex mit gewissen neutralen einzähnigen Liganden bildet.

Über Uranylhexafluoroacetylacetonat (hfacac),

uo0 cr,c-c-oc-cr,>9

L 6 h Î Ii o z

0H0

oder seine Komplexe wurde bisher nur wenig veröffentlicht.

Hfacac, welches ein chelatbildendes Anion darstellt, ist dafür bekannt, Metallsalze zu stabilisieren und flüchtige Teilchen zu ermöglichen (Kutal, J. Chem. Ed. 52, 319 (1975)]. Überdies besitzt das Anion keine Banden im Infrarot-Bereich von 900 bis 1000 cm-1, d. h. im Bereich, wo die U02+2-Gruppe eine stark antisymmetrische Streckschwingung aufweist, welche für irgendeine isotopenselektive Bestrahlung mit C02-Laser von Interesse ist.

Im allgemeinen weisen Uranylverbindungen bevorzugt fünf Koordinationsatome um das zentrale Uranion (als Zusatz zu den Sauerstoffatomen der Uranylgruppe) auf, siehe z. B. U. Casellato et al., Inorganica Chemica Acta, 18,17, (1976). Da jede Hfacac-Gruppe zwei Koordinationsstellen benötigt, bleibt ein offener Platz für einen neutralen Liganden übrig, was nötig ist, um einen stabilen uranylhaltigen Dampf herzustellen. In Abwesenheit eines geeigneten, stabilisierenden neutralen Liganden ist es unmöglich, einen stabilen monomeren Dampf von Uranyl (hfacac)2 zu erzeugen, was für ein Verfahren zur Isotopentrennung nötig sein würde, wie dies oben beschrieben ist. Die oben genannte Veröffentlichung von Beiford et al. zeigt, dass Wassermoleküle als neutrale Liganden ungeeignet sind, weil die Verbindung nicht unzersetzt verdampft, wenn man solche stabilen Gasphaseteilchen erzeugen will.

Wenn keine anderen Moleküle zugegen sind, wird U02 (hfacac) gewöhnlich dimerisieren, wobei zwei der Sauerstoffe teilnehmen; somit wird jedes U02+2-Ion die erforderlichen fünf Sauerstoffatome als Liganden aufweisen. Dieses Dimere kann nicht für Laser-Isotopentrennungen verwendet werden (Monomere sind bevorzugt), weil seine Flüchtigkeit zu niedrig ist und eine Verbreiterung der absorbierten Energie und ein Verlust an Selektivität zugelassen werden. Die durch die selektiv angeregten U02+2-Gruppen absorbierte Energie wird vorzugsweise verdünnt, was auf einen erhöhten Übergang zur zweiten U02+2-Gruppe zurückzuführen ist, welche in einem Dimer oder Oligomer innig daran gebunden ist. Deshalb muss eine dem Zweck entsprechende Auswahl getroffen werden, wobei man solche neutralen Lewisbase-Moleküle nehmen sollte, welche das Uranyl (hfacac)2 als Monomer stabilisieren, um s

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eine hohe Flüchtigkeit zu erzielen; es soll ebenfalls vermieden werden, dass Infrarotbanden zugegen sind, welche mit der Absorption des U02+2-Ions interferieren könnten. Zusätzlich kann das Vorhandensein dieses neutralen Liganden ebenfalls irgendeine nachfolgende photochemische Reaktion steigern, welche in einem Verfahren zur Trennung von Isotopen wünschenswert ist.

Es existieren Veröffentlichungen über U02(hfacac)2-L-Verbindungen, in welchen L für aromatische Aminoxide [Su-bramanian et al. J. Inorg. Nucl. Chem. 33, 3001 (1970), Phos-phinoxide und Sulfoxide (Sieck, Gas Chromatographie of Mi-xed-Ligand Complexes of the Lanthanides and Related Elements, Ph. D. Thesis, Iowa State Univ., (1971)] steht. Infolge der verhältnismässig niedrigen Dampfdrucke, sind diese Verbindungen jedoch für die Verwendung in Verfahren zur Isotopentrennung ungeeignet.

Mitchell [Synergistische Lösungsextraktion und thermische Studien von fluorierten Beta-Diketon-Organophosphor-Ad-dukt-Komplexen von Lanthaniden und Seltenen Erdelementen, Ph. D. Thesis Iowa State Univ., (1970)] stellte den Tribu-tylphosphat-Komplex von U02(hfacac)2 her und zeigte, dass dieser bei etwa 150° C sublimiert. Wie oben ausgeführt, werden dennoch erhebliche Dampfdrucke bei niedrigen Temperaturen für irgendeine nützliche Durchsatzleistung in einem Verfahren zur Isotopentrennung gewünscht. Eine Sublimationstemperatur nahe oder niedriger als 100° C ist sehr bevorzugt.

Vor kurzer Zeit ist eine verständliche Zusammenfassung über die Komplexchemie von Actiniden erschienen, worin sich eine geringe Zahl von Arbeiten mit U02(hfacac)2 und seinen Komplexen befassen [Cassellato et al., Inorg. Chimica Acta, 18, 77 (1976)]. Eine interessante Tatsache in diesem Zusammenhang (Seite 87) war die, dass in allen untersuchten Ura-nylkomplexen mit Acetylacetonat-Neutralliganden der Ligand vor der Sublimation dissoziiert. Im Gegensatz dazu müssen sich die Stoffzusammensetzungen im erfindungsgemässen Verfahren als stabil im Dampfzustand nach der Sublimation erweisen. Die Moleküle in der Gasphase müssen im Verdampfungsvorgang unverändert bleiben.

Die Forschung wurde deshalb in bezug auf eine solche Stoffzusammensetzung fortgesetzt, welche in derartigen Verfahren zur Isotropentrennung nützlich sein würde. Solche Verbindungen würden damit ein Verfahren ergeben, wo die Isotopentrennung unter Verwendung eines C02-Lasers in einer kommerziell erhältlichen Weise ausgeführt werden könnte.

Es wurde eine uranylionhaltige Stoffzusammensetzung entdeckt, welche im erfindungsgemässen Verfahren verwendet wird.

Uranylhaltige Verbindungen wurden somit gefunden, welche erhebliche Dampfdrucke bei verhältnismässig niedrigen Temperaturen zeigen und eine spektrale Transparenz bei den Wellenlängen für die Anregung des Uranylradikals aufweisen, so dass es nun möglich ist, das Uranylradikal unter kommerziell annehmbaren Bedingungen selektiv anzuregen. Zusätzlich ist es deshalb ebenfalls möglich, einen C02-Laser für solche Zwecke zusammen mit allen damit zusammenhängenden Vorteilen in der oben beschriebenen Weise zu verwenden.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Trennung von Uran-Isotopen ist nun dadurch gekennzeichnet, dass man eine Uranylverbindung der Formel

ÛO220Z^F3C"CO"CH~COCïy 2 * î^20

worin L ein einzähniger Ligand ist, verdampft, wobei die genannte Uranylverbindung ohne Zersetzung unter Bildung eines Dampfdruckes von mindestens 0,1 Torr verdampfbar ist, dass man die genannte Uranylverbindung in der Dampfphase zur selektiven Anregung mit einem C02-Laser bei einer Wellenzahl von 810 bis 1116 cm-1 bestrahlt und die angeregten Moleküle von den nichtangeregten Molekülen trennt.

Die im erfindungsgemässen Verfahren zu verdampfende flüchtige Uranylverbindung weist ein Isotopen-verschobenes Infrarot-Absorptionsspektrum auf, welches mit dem genannten Element verbunden ist, und die genannte flüchtige Uranylverbindung wird insbesondere mit Infrarotstrahlung bestrahlt, welche vorzugsweise durch eine molekulare Schwingung von Molekülen der genannten flüchtigen Uranylverbindung absorbiert wird, die ein vorbestimmtes Isotop des genannten Elementes enthält, um angeregte Moleküle der genannten Verbindung zu erzeugen, welche bezüglich der genannten Moleküle der genannten Verbindung angereichert ist, die das genannte vorbestimmte Isotop enthält, was die Trennung der genannten angeregten Moleküle ermöglicht.

L steht vorzugsweise für einen der folgenden Liganden: Ethanol, Isobutanol, t-Butanol, Methanol, Tetrahydrofuran, Aceton, Ethylacetat, n-Propanol, Isopropanol oder Dimethyl-formamid.

Die Infrarotstrahlung wird durch einen C02-Laser in einer isotopenselektiven Weise innerhalb der oben erwähnten Wellenzahl erzielt.

Die Bestrahlung kann bei einer Temperatur von weniger als 200° C, bevorzugt weniger als 130° C, und am stärksten bevorzugt zwischen 50 und 130° C, unter Bedingungen ausgeführt werden, in denen die Uranylverbindung in einer Gasphase existiert. Erfindungsgemäss wird das Verfahren unter solchen Bedingungen ausgeführt, bei denen die Uranylverbindung einen Dampfdruck von mindestens 0,1 Torr in diesem Temperaturbereich aufweist.

Die Bestrahlung kann so ausgeführt werden, dass eines der Uran-Isotope, d. h. entweder U235 oder U238, selektiv angeregt wird und mindestens ein Photon Energie adsorbiert, bevorzugt mehr als ein Photon Energie. Da die Bestrahlung im wesentlichen ein Mittel zum Erwärmen der bestrahlten Uranylverbindung ist, wenn die genannte Bestrahlung unter den Bedingungen des vorliegenden Verfahrens ausgeführt wird, können die selektiv angeregten Isotope in einer isotopenselektiven Weise in eine chemisch verschiedene Form überführt werden, wobei irgendwelche Mittel eingesetzt werden können, deren Geschwindigkeit von der Temperatur abhängig ist. Somit kann die Anregung bis zu einem solchen Ausmass durchgeführt werden, dass die selektiv angeregten Moleküle dissoziieren, oder es kann bis zu einer Höhe angeregt werden, welche nicht reicht, um eine Dissoziation zu verursachen, und dafür die angeregten Moleküle in einer zweiten Stufe entweder durch Photolyse mit sichtbarem oder Ultraviolett-Licht oder durch chemische Reaktion mit einem gasförmigen Reaktionsmittel umgewandelt werden können.

Es wurden neue Verbindungen, nämlich Hexafluoroace-tyl-acetonat-Salze von U02+2, welche mit einem neutralen Liganden (L) einen Komplex bilden, entdeckt, wobei die Produkte - U02(hfacac)2 - L - stabil und flüchtig sind und in den Verfahren zur Trennung der Uran-Isotope in der oben erwähnten Weise verwendet werden.

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, in welcher das Absorptionsspektrum einer Mischung aus U0216(hfacac)2-THF und U016018(hfacac)2-THF aufgetragen ist;

Fig. 2 entspricht der graphischen Darstellung von Fig. 1, wobei das Absorptionsspektrum einer Mischung aus U23S02(hfacac)2 - THF und U23802(hfacac)2 - THF gezeigt ist; und

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemässen Isotopentrennverfahrens.

Wie bereits oben bemerkt, werden hier flüchtige uranylionhaltige Verbindungen verwendet, welche mindestens zwei Isotope des zu trennenden Elementes (z. B. Uran oder s

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Sauerstoff) enthalten und ein isotopisch verschobenes Absorptionsspektrum aufweisen, welches mit jenem Element (siehe Fig. 1 und 2) verbunden ist. Diese Verbindungen werden in der Gasphase, nämlich bei einem Dampfdruck von mindestens etwa 0,1 Torr, eingesetzt. In Übereinstimmung damit wurden neue Stoffzusammensetzungen, nämlich gewisse Hexafluorace-tylacetonat-Verbindungen von U02+2, gefunden, welche mit einem neutralen Liganden (L) einen Komplex bilden, so dass die Produkte U02(hfacac)2 • L stabil und flüchtig sind und im erfindungsgemässen Verfahren einsetzbar sind.

Die am meisten bevorzugten Verbindungen können im allgemeinen durch die folgende Formel beschrieben werden:

U02(hfacac)2 • L

worin hfacac für ein Hexafluoracetylacetonat-Anion steht und L Isopropanol, Äthanol, Isobutanol, t-Butanol, Äthylacetat, n-Propanol, Methanol, Tetrahydrofuran, Aceton oder Dime-thylformamid bedeutet.

Die Dampfdrucke liegen insbesondere im Bereich von 0,1 bis 10 mm bei einem Temperaturintervall von 30 und 150° C. Die Zusammensetzung UÓ2(hfacac) • L weist zusätzlich keine Absorption im Infrarotbereich von 900 bis 975 cm-1 auf, anders als die asymmetrischen Streckschwingungen von U02, welche isotopenselektiv mit Licht vom C02~Laser angeregt werden.

Alle diese Zusammensetzungen sublimieren unzersetzt bei Temperaturen von weniger als 100° C und genügen dem oben erwähnten Infrarot-Kriterium.

In allen diesen Zusammensetzungen gibt es ein Infrarot-«Fenster» der Komponenten hfacac und L, was eine Bestrahlung der U02-Einheit mit Hilfe eines C02-Lasers erlaubt, und der Ligand L ermöglicht einem wahrscheinlichen Reaktions-s teilnehmer in irgendeiner folgenden photoinduzierten Zersetzung, schliesslich angeregtes U02 von nichtangeregtem U02 zt trennen.

Im Gegensatz zu allen vorher beschriebenen Uranylverbindungen weisen die genannten Dampfdrucke von mindestens io 10-1 Torr bei 130° C auf.

Nachdem die Zusammensetzung gebildet ist, kann sie durch Heizen auf 50 bis 130° C verdampft werden, so dass ein Dampf entsteht, dessen Partialdruck grösser als 0,1 Torr ist.

Diese Verbindungen können in der nachfolgend beschrie-15 benen Weise hergestellt werden: In den folgenden Herstellungsverfahren wird die Verbindung U02(hfacac)2 THF das beschriebene Beispiel sein. Genau das gleiche Vorgehen wird angewandt, um die anderen Verbindungen herzustellen, wobei anstelle von Tetrahydrofuran die Verbindungen Methanol, 20 Äthanol, i-Propanol, i-Butanol, t-Butanol, n-Propanol, Dime-thylformamid, Äthylacetat oder Aceton eingesetzt werden. Wenn einmal irgendeine dieser Verbindungen hergestellt ist, kann man irgendeine andere durch das Verfahren des Ligand-austausches erhalten, d. h. durch Behandlung der ersten Ver-25 bindung mit einem Überschuss (grösser als etwa 50molar) an zu substituierenden Liganden und durch Verdampfen des überschüssigen und ersetzten Liganden.

Es wurden drei verschiedene Verfahren gefunden, um den Komplex U02(hfacac)2 - THF herzustellen; sie sind nachfol-30 gend wiedergegeben:

THF Lösung

A. U02C12 + 2Na(hfacac) U02(hfacac)2 • THF + 2NaCl.

Wasserfreies Uranylchlorid wird mit etwa 2 Moläquivalenten Natrium-hexafluoracetylacetonat vereinigt, wobei dieses in Tetrahydrofuran aufgelöst ist. Das Tetrahydrofuran dient einerseits als Lösungsmittel und anderseits als neutraler Ligand.

Man setzt für jedes Mol Uranylchlorid ein Lösungsmittel, z. B. Tetrahydrofuran, in einer Menge von mindestens 1 Mol ein. Mehr als 1 Mol kann verwendet werden, um die Auflösung zu steigern.

Die Konzentration an Uranylchlorid in der Lösung kann zwischen 0,01 und 14 Mol/1 variieren. Ein bevorzugter Konzentrationsbereich liegt zwischen 0,1 und 3 Mol/1.

Das Reaktionsgemisch kann beim Siedepunkt von Tetrahydrofuran während einer Zeit unter Rückfluss erhitzt werden, um die Reaktionsgeschwindigkeit zu vergrössern (weniger als 40 24 Stunden).

Das gewünschte, gebildete Produkt ist im Lösungsmittel löslich; das Produkt und das Lösungsmittel sind durch Filtration aus Natriumchlorid, welches in der Lösung unlöslich ist, trennbar. Das überschüssige Lösungsmittel wird verdampft 45 (unter Stickstoff), wobei das Produkt zurückbleibt.

B. U02(N03)2 • 6H20 + 2 Hhfacac + xs THF ■

C6H6

► U 02 (hfacac)2 • THF.

Ein Uranylsalz, wie Uranylnitrat, wird in einer genügenden und dem Abtrennen der unteren wässrigen Phase, wobei der Menge Wasser bei Umgebungstemperaturen aufgelöst. Der pH grösste Teil des Wassers und der anderen Koprodukte entfernt sollte zwischen 0 und 7 gehalten werden und kann durch Zu- 55 wird, wird die resultierende Benzollösung, welche das ge-gabe von anorganischen Säuren, wie z. B. HCl oder HN03, wünschte Produkt enthält, über wasserfreiem Natriumsulfat eingestellt werden. Die Konzentration an Uranylsalz kann von getrocknet. Das Natriumsulfat wird entfernt und die Benzollö-0,01 bis 10,0 Mol/1 reichen. sung eingedampft, um irgendeinen Überschuss an Wasser zu

In einem Scheidetrichter wird diese Lösung zu einer Ben- entfernen, wobei das Produkt zurückbleibt. Das Lösungsmittel zollösung gegeben, welche mindestens 2 Moläquivalente Hexa- 60 kann durch eine herkömmliche Vakuumdestillation bei Umge-fluoracetylaceton und mindestens 1 Moläquivalent des neutra- bungstemperaturen oder durch Abziehen unter einem fliessen-len Liganden, z. B. Tetrahydrofuran, enthält. Es wird ein Vo- den Stickstoffstrom entfernt werden. Die Endprodukte sollten lumen Benzol eingesetzt, welches ungefähr gleich gross wie das- mit Vorteil in einer inerten Atmosphäre und vor dem Licht ge-jenige von Wasser ist. Nach dem Schütteln der Flüssigkeiten schützt aufbewahrt werden.

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C H

C. 2U02C12 + 4(CF3CO)2CH2 —-—^[U02(hfacac)2]2 +4HC1[U02 (hfacac)2j2 + xs THF 2U02 (hfacac)2 • THF

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Unkompliziertes Uranylhexafluoracetylacetonat wird zuerst hergestellt, indem man Uranylchlorid mit mindestens 2 Mol Diketon in unter Rückfluss kochendem Benzol umsetzt. Diese Arbeitsvorgänge werden bevorzugt in Abwesenheit von Luft ausgeführt. s

Die Konzentration an Uranylchlorid, welches in einem Brei vorliegt, reicht von 0,001 bis 10 Mol/I; dieser wird mit mindestens 2 Äquivalenten Diketon umgesetzt. Das in der Reaktion erzeugte HCl wird entfernt. Das Produkt, [U02(hfacac)2]2 wird nach dem Verdampfen des Benzollösungsmittels gewon- io nen. Es kann einfach in den THF-Komplex überführt werden, wenn man es in mindestens 1 Moläquivalent des Lösungsmittels auflöst, oder es kann wie in Beispiel A erhalten werden.

Beispiel 1 15

Herstellung von U02(hfacac) • THF nach Verfahren A Wasserfreies Uranylchlorid (3,4 g 10 mMol) wird in 25 ml THF aufgelöst; zu dieser Lösung werden 25 ml einer Lösung aus 4,6 g (20 mMol) des Natriumsalzes von Hexafluoracetyl-aceton gegeben. Die Reaktionsmischung wird während einer 20 Stunde unter Rückfluss gekocht, das Kochsalz abfiltriert und das Filtrat eingedampft, um 7,5 g eines gelben Feststoffes zu gewinnen, Schmelzpunkt 85 bis 86° C.

Die Elementaranalyse für U02(hfacac)2-THF, (MG 756) ergab die folgenden Resultate:

Berechnet

Gefunden

22,2 1,3 30,1

22.5 1,5

28.6

Beispiel 2 25

Herstellung von U02 (hfacac) • L nach Verfahren B 5,0 g Uranylnitrat (10 mMol) werden in 100 ml Wasser,

welches bei einem pH von 3 gehalten wird, aufgelöst. In einem Scheidetrichter wird diese Lösung zu 100 ml einer Benzollösung gegeben, welche 4,6 g Hexafluoracetylacetat und 5 ml THF 3° enthält. Nach dem Schütteln der Flüssigkeiten und dem Abtrennen der unteren wässrigen Phase wird die resultierende Benzollösung über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und eingedampft, um 3,0 g eines gelben Feststoffes zu gewinnen, Schmelzpunkt 90° C. 35

Beispiel 3

Herstellung von U02(hfacac) • L nach Verfahren C Uranylhexafluoracetylacetonat wird hergestellt, indem man Uranylchlorid (3,4 g 10 mMol) in Benzol (50 ml) mit Hexa- 40 fluoracetylaceton (8,3 g, 40 mMol) unter Rückfluss erwärmt. Das Produkt ist in Benzol löslich und kann leicht daraus umkristallisiert werden. Wenn es in THF aufgelöst wird und zur Trocknung eingedampft wird, bleibt ein gelber Feststoff zurück, Schmelzpunkt 85 bis 87° C. 45

Alle oben erhaltenen rohen Produkte sind im wesentlichen identisch. Damit die Zusammensetzungen in der beabsichtigten Weise verwendet werden können, könnten sie mit einer oder zwei allgemeinen Verfahren gereinigt werden, entweder durch Vakuum-Sublimation bei etwa 0,1 Torr (bei Temperatu- 50 ren von 50 bis 70 °C) oder durch Umkristallisieren aus Benzol oder Kohlenwasserstoffen, wie Hexan. In beiden Fällen erhält man die nette gelbe Kristalle, Schmelzpunkt 92 bis 92,5° C.

Mit einem Massenspektrum erhält man ein Molekulargewicht von 756 und mit Kryoskopie in Benzol eines von 752.

Bei wiederholten Sublimationen bleibt die Zusammensetzung der Verbindung konstant. Dies bedeutet, dass der neutrale Ligand während und nach dem Verdampfen an die U02+2-Gruppe gebunden bleibt (nicht wie andere ß-Diketo-nate von U02+2, wie von Castellato beschrieben, vergleiche oben).

Die oben beschriebenen Zusammensetzungen werden durch Massenspektrometrie, Infrarot- und Ultraviolett-Spek-troskopie und NMR-Spektroskopie charakterisiert (zusätzlich zu den Elementaranalysen). Die Schmelzpunkte und Sublimationstemperaturen sowie die asymmetrischen Streckschwingungen im Infrarot sind in Tabelle I zusammengefasst.

Tabelle I

Zusammenfassung der Komplexe U02(hfacac)2 -L

L

Schmelzpunkt

Sublima

U02+2-Infrarot-

(°C)

tions-

Absorption

temperatur*

(cm-1,

Benzollösung

THF

92- 92,8

70°C

950

CH3OH

117-120

50°C

947

C2HsOH

110-115

40°C

947

i-C3H7OH

128-129

45°C

948

Ì-C4H9OH

51- 55

80°C

948

t-C4H9OH

105-177

60°C

948

CH3COCH3

89- 92

55°C

948

Äthylacetat

58- 63

100°C

948

* Alle hatten Dampfdrucke von mindestens 0,1 Torr bei 100°C.

Es soll bemerkt werden, dass die Einstellung der Wellenlängen für das Arbeiten mit dem C02-Laser in einem gewissen Ausmass durch Variation der Verteilung der Sauerstoffisotope im C02 bewirkt werden kann. Somit ist es nicht absolut verboten, Kombinationen von hfacac und L zu verwenden, welche die Strahlung im Bereich von 810 bis 1116 cm-1 absorbieren; es ist lediglich notwendig, dass eine Absorption von hfacac und L im Arbeitsbereich des Lasers vermieden wird.

Die neue Verbindung wird durch die folgende Formel ausgedrückt:

UO^CCF^-C-C-C-CF^) .Tetrahydrofuran^

2-

0 H 0

Infolge der Kombination ihrer Stabilität bei den Bedingungen, unter welchen das erfindungsgemässe Verfahren ausgeführt wird, mit ihrer hohen Flüchtigkeit, stellt sie die am meisten bevorzugte Verbindung für die Verwendung im erfindungsgemässen Verfahren dar. Die Flüchtigkeit dieser Verbindung ist genügend hoch, um die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens bei untergesättigten Bedingungen zu ermöglichen. Das bedeutet, dass der Partialdruck der gasförmigen, bestrahlten Moleküle kleiner als der Sättigungsdampfdruck sein kann. Anders als das Erfordernis, dass die Bestrahlung im bevorzugten Bereich von 810 bis 1095 cm-1 ausgeführt und die bestrahlte flüchtige isotope Verbindung die Uranyl-65 gruppe umfasst, kann das erfindungsgemässe Verfahren ausgeführt werden, indem bereits bekannte Verfahren zur Isotopentrennung verwendet werden. Siehe z. B. das oben erwähnte US-Patent Nr. 3 937 956. Wird jedoch das erfindungsgemässe

7

618103

Verfahren mittels Bestrahlung, z. B. mit sichtbarem und/oder UV-Licht ausgeführt, wobei dies wie oben beschrieben in Kombination mit einer Bestrahlung in einem Bereich von 810 bis 1116 cm-1 erfolgt, werden die Wellenlänge, Bandbreite von jeder Strahlung, Pulsweite, Energie in jeder Einstrahlungs-Wellenlänge, Zeit zwischen den Pulsen, das zeitliche Charakteristikum von jeder Wellenlänge der Strahlung werden eingestellt, um die Isotopen-Anreicherung und/oder Ausbeute und/oder Trennungsarbeit pro aufgewendete Energie zu optimieren.

Da das erfindungsgemässe Verfahren durch Einstrahlung im Bereich von 810 bis 1116 cm-1 ausgeführt wird, müssen die Wellenlänge, Bandbreite, Energie, Pulsweite, Pulszeitcharakter eingestellt werden, um eine maximale Ausbeute bei einer optimalen Isotopentrennung zu erreichen. Dies kann die Verwendung eines zweiten Infrarot-Lasers erfordern, wobei man bei Null-Resonanz der Grundschwingung, der Zustands-Ab-sorptionsbande oder der thermisch besetzten heissen Banden oder bei einer Kombination davon arbeitet. Die Charakteristika dieses C02-Lasers müssen ähnlich wie oben eingestellt werden, um optimale Parameter zu erhalten.

Beispiel 4

Der Tetrahydrofurankomplex von Uranylhexafluoracetylacetonat wird verdampft, um einen Druck grösser als 0,1 Torr bei einer Temperatur von weniger als etwa 130° C zu ergeben. Der Dampf wird mit einem über einen Übergang von 10,6 /im bei einer Leistungsstärke grösser als 104 Watt (W)/cm2, aber weniger als 106W/cm2 mit einer Impulsbreite von 10"H und 10~6 sec abstimmbaren C02-Laser bestrahlt; während der gleichen Pulsweite wird die genannte Probe ebenfalls mit einem C02-Laser bestrahlt, der beim 9,6-jMm-Übergang mit einer maximalen Leistungsstärke grösser als 106 W/cm2, aber kleiner als 109 W/cm2 gehandhabt wird. Als ein Resultat der genannten Bestrahlung wird die Probe in einer isotopenselektiven Weise in neue Teilchen umgewandelt, welche weniger flüchtig und/oder weniger stabil ist. Die genannten neuen Teilchen werden gewonnen und von den nichtumgewandelten Molekülen nach bereits bekannten Verfahren abgetrennt. Die Wellenlänge, Pulsweite, Pulsüberlappung, Energie und Arbeitstemperatur werden wechselseitig eingestellt, um die Anreicherung oder Ausbeute zu optimieren.

In einer weiteren Ausführung kann Strahlung von 5300 Â + 300 Â anstelle der mittels des oben beschriebenen 9,6-j«m-C02-Lasers erzeugten Strahlung verwendet werden.

In einer weiteren zusätzlichen Ausführung wurde Strahlung von 3700 ±300 Â statt der mit dem oben beschriebenen 9,6-^m-C02-Laser erzeugten Strahlung eingesetzt.

Beispiel 5

In bezug auf Fig. 3 werden die Sauerstoff-Isotope von U02(hfacac)2 - THF (siehe Fig. 1) in Übereinstimmung mit dem erfindungsgemässen Verfahren getrennt. Die Uranylverbindung wurde in einen geheizten, aus rostfreiem Stahl konstruierten Ofen 1 gebracht und durch Heizmittel 2 erwärmt. Der Ofen hatte eine Austrittsöffnung 3 mit einem Durchmesser von etwa 1,27 x IQ"2 cm; er wurde auf etwa 120° C erwärmt. Die Uranylverbindung schmolz somit und das geschmolzene Material hatte einen Dampfdruck von einigen Torr bei dieser Temperatur; ein Strahl 18 wurde somit bei der Austrittsöffnung 3 hergestellt. Ein geschätzter Strahlenfluss von etwa IO20 Moleküle/sec • cm2 wurde bei der Ofenaustrittsöffnung 3 erzeugt, und der molekulare Strahl selber wurde bei einem Druck von 1 x 10r? Torr in einer Apparatur gehalten. Der molekulare Strahl 8 wurde durch den mit flüssigem Stickstoff gekühlten Kollimator 4 klar definiert, welcher das Durchgehen von lediglich jenen aus der Öffnung 3 austretenden Molekülen mit einer vorbestimmten Ausdehnung der Geschwindigkeitsvektoren erlaubt. Der Strahl 8 wurde etwa 2 cm vor der Ofenaustrittsöffnung 3 ausserhalb des mit flüssigem Stickstoff gekühlten Kollimators 4 mit einem gepulsten C02-TEA-Laser, wie durch Strahl 5 in Fig. 3 gezeigt, geschnitten (crossed). Der Strahl 5 ging durch ein Paar BaF2-Fenster 6, welches zum Koppeln der 10,6-/.im-Strahlung in das System verwendet wird, welches im wesentlichen unter Vakuum gehalten wird, wie oben diskutiert. Der Laser hatte eine Impulsform, so dass etwa 70% der totalen Impulsenergie in einem Anfangsimpuls von 70 Nanosekunden (FWHM) mit etwa 30% der Impulsenergie in einem weiten Ausläufer von 500 Nanosekunden enthalten war. Der Durchmesser des Laserstrahls 5 bei seinem Schnittpunkt mit dem Strahl war etwa 1 cm. Die Bestrahlung durch einen in Resonanz befindlichen C02-Laserübergang bewirkte, dass eine unimolekulare Zersetzung eintrat, wodurch die Fragmente davon hergestellt wurden. Dieses Dissoziationsverfahren verleiht den Fragmenten genügend zufällige Translationsenergie, um eine riesige Mehrzahl aus dem Strahl herauszubewegen. Der Strahl selber ging weiter zu einem Kollektor 7 des Restes des Strahls, bekannt als die Ausläufer, nachdem er durch die mit flüssigem Stickstoff gekühlte Öffnung 9 zwecks Sammlung der dissoziierten Fragmente gegangen war, welche etwa 50 cm unterhalb der Ofenaustrittsöffnung 3 lokalisiert waren und welche einen Winkel von 10^ Einheitsflächenwinkel (steradians) einschalteten. Der Kollektor 7 war ebenfalls stickstoffgekühlt. Um die Konzentration der U0216(hfa-cac)2 • THF-Spezies in den Ausläufern um etwa 90%/Im-puls/Durchgang herabzusetzen, wurde der C02-Laser auf den P(6)-Übergang der 10,6-/im-Laserbande abgestimmt und der molekulare Strahl wurde bei 140 mJ/Impuls bestrahlt. Um die Konzentration der U0lä0w(hfacac)2 - THF-Spezies in Ausläufern um etwa 90%/ImpuIs/Durchgang zu reduzieren, wurde der C02-Laser auf den P(26)-Übergang der 10,6-^m-Bande abgestimmt und bei 140 mJ/Impuls bestrahlt. Diese Ausläufer wurden im Ausläuferkollektor 7 gesammelt, welcher Kühlfallen enthielt, und sie konnten dann für die weitere Verwendung überführt werden. Die Kopfstücke können ebenfalls durch einen Kopfkollektor 11 gesammelt werden, welcher dazu einen mit Stickstoff gekühlten zylindrischen Kollektor enthält.

Um die zeitintegrierte Verarmung in jedem dieser Fälle zu erhöhen, könnte die Zahl der Durchgänge des Laserstrahls durch den molekularen Strahl hindurch erhöht werden, beispielsweise mit winkelförmigen reflektierenden Wänden. Die wirksamste Photonausnützung wird stattfinden, wenn man dafür sorgt, dass die vorgängig ausgesetzten Anteile des molekularen Strahls der Strahlung in einem solchen Falle nicht wieder ausgesetzt werden. Die Impulswiederholungsgeschwindigkeit kann so eingestellt werden, dass wenn das Mehrfachdurch-gangs-Wechselwirkungsvolumen durch den Strahl wieder gefüllt wird, es wieder in seiner Vollständigkeit der Laserstrahlung ausgesetzt wird. Die Bestrahlung kann so viele Male wiederholt werden, wie dies gewünscht ist. Alternativ kann ein CW-Laser verwendet werden. In einem solchen Falle kann die Intensität in Übereinstimmung mit der Durchgangszeit der Moleküle durch die Laserstrahlbreite eingestellt werden. Diese Kontaktzeit ist in vielen Arten analog zur Laserimpulsbreite in der gepulsten Weise (Mode).

Beispiel 6

Um die Uran-Isotope zu trennen (siehe Fig. 2), wurde ein Beispiel, welches dem in Beispiel 4 beschriebenen ähnlich ist, wiederum unter Verwendung der Vorrichtung von Fig. 3 ausgeführt. Um in diesem Falle die Konzentration von U23802(hfacac)2 • THF in den Ausläufern zu reduzieren und eine Anreicherung an U23S in den Ausläufern (a = 1,22)*

U23S/U238 nach der Bestrahlung wa = —

U23S/U238 vor der Bestrahlung

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

618 103

8

zu erzielen, wurde der 10,6-/tm-C02-Laser auf den P(10)-Übergang bei einer Laserenergie von 120 mJ/cm2 mit einer Impulsbreite von 400 Nanosekunden (FWHM) unter Verwendung einer angereicherten Probe, d. h. U238/U235 =

betrieben, und es wurde eine etwa 60%ige Verarmung an der Probe erreicht.

Um den Vorgang umzukehren und somit die Konzentration an U23S-Spezies im Ausläufer herabzusetzen und eine Anreicherung von 1,12 der U238-Spezies in den Ausläufern zu er- io zielen, wurde eine Strahlung von 87 m/J/cm2 des P(4)-Uber~ gangs der I0,6-Mm-C02-Laserbande verwendet, und es wurde eine etwa 50%ige Erschöpfung beobachtet.

Es war interessant zu bemerken, dass wenn der Energie-fluss des C02-Lasers auf den P(4)-Übergang von 87 mJ/cm2 is auf 150 mJ/cm2 erhöht wurde, wie oben beschrieben, keine solche Anreicherung beobachtet wurde (es wurde eine etwa 69 %ige Verarmung beobachtet). Ein erwartetes Kennzeichen der homogenartigen liniengeformten Absorbern, welche überlappende Isotopenabsorptionen haben (siehe Fig. 2), ist, dass es eher leicht ist, das System zu übertreiben (Overdrive) und damit Isotopenselektivität zu verlieren. Diese selbstverständlichen Folgerungen davon sind, dass jedes Molekül einer jeden Isotopenkomponente das Kennzeichen hat, welches durch die Linienform gezeigt wird. Die Linienform ist somit nicht eine statistische Darstellung wie in vielen Fällen, sondern eine tatsächliche Darstellung der Absorptionskennzeichen eines jeden Moleküls. Somit kann die Emissionslinie des Lasers entweder eng oder so breit sein, wie dies für C02-Laservorrichtungen praktisch ist, während sie nicht breiter als die Hälfte der Breite bei der Hälfte des Maximums der Absorptionsbande ist. Somit kann man in Übereinstimmung mit dem vorliegenden Verfahren und im Gegensatz zu früheren Verfahren eine Vielzahl von Lasern mit eingestellten Frequenzen und breiten Weiten verwenden, um ein hochwirksames Isotopentrennungsverfahren zu erzeugen.

s

2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

618 103

1. Verfahren zur Trennung von Uran-Isotopen, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Uranylverbindung der Formel

UO220/^F3C"CO"CH~COCF3)2 "

worin L ein einzähniger Ligand ist, verdampft, wobei die genannte Uranylverbindung ohne Zersetzung unter Bildung eines Dampfdruckes von mindestens 0,1 Torr verdampfbar ist, dass man die genannte Uranylverbindung in der Dampfphase zur selektiven Anregung mit einem C02-Laser bei einer Wellenzahl von 810 bis 1116 cm-1 bestrahlt und die angeregten Moleküle von den nicht angeregten Molekülen trennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennung der angeregten Moleküle durch Bestrahlen der genannten flüchtigen Uranylverbindung unter Bedingungen erzielt wird, bei denen die angeregten Moleküle dissoziieren.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Uranylverbindung sich in der Gasphase bei einer Temperatur von weniger als 200° C befindet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte C02-Laser eine erste Infrarotstrahlung erzeugt und dass das Verfahren zur Abtrennung der angeregten Moleküle durch ihre Bestrahlung mit einer zweiten Infrarotstrahlung erfolgt, um die angeregten Moleküle in ein abtrennbares Produkt überzuführen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ligand (L) aus der Gruppe Isopropanol, Äthanol, Iso-butanol, tert.-Butanol, Methanol, Tetrahydrofuran, Aceton, Dimethylformamid, n-Propanol und Äthylacetat ausgewählt ist.