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JPS6325812B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6325812B2
JPS6325812B2 JP53158418A JP15841878A JPS6325812B2 JP S6325812 B2 JPS6325812 B2 JP S6325812B2 JP 53158418 A JP53158418 A JP 53158418A JP 15841878 A JP15841878 A JP 15841878A JP S6325812 B2 JPS6325812 B2 JP S6325812B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ionization
state
transition
transitions
excited state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP53158418A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5499898A (en
Inventor
Saajanto Joonzu Jooji
Ii Shuriaa Robaato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JAAJII NYUUKUREAA ABUKO AISOTOOPUSU Inc
Original Assignee
JAAJII NYUUKUREAA ABUKO AISOTOOPUSU Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JAAJII NYUUKUREAA ABUKO AISOTOOPUSU Inc filed Critical JAAJII NYUUKUREAA ABUKO AISOTOOPUSU Inc
Publication of JPS5499898A publication Critical patent/JPS5499898A/en
Publication of JPS6325812B2 publication Critical patent/JPS6325812B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D59/00Separation of different isotopes of the same chemical element
    • B01D59/34Separation by photochemical methods

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光電離の方法、そして特に大きい断面
積の光電離遷移に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to methods of photoionization, and in particular to large cross-section photoionization transitions.

本発明の背景となる参考文献としては、同位体
の選択的光電離とウランの電離に関する技術を開
陳したものとして米国特許第3772519号、第
3944947号及びベルギー国特許第807118号があり、
更にドイツ国特許第2312194号がある。それらに
公開されている技術は、自己電離遷移を経由する
光電離のほかに1又は数段階の光励起を含んでい
る。自己電離とは粒子をそれの電離準位以上のエ
ネルギ準位に励起し、それからイオンと電子とが
分れて出る遷移のことである。ウラン濃縮に自己
電離遷移を利用することは、通常は小さな電離に
対する断面積を増大する利点を有し、従つて電離
励起源又はレーザに対する要求が小さくなる。
References that form the background of the present invention include US Pat. No. 3,772,519 and US Pat.
No. 3944947 and Belgian patent No. 807118,
Furthermore, there is German Patent No. 2312194. The techniques disclosed therein include one or several steps of photoexcitation in addition to photoionization via self-ionization transitions. Self-ionization is a transition that excites a particle to an energy level above its ionization level and then separates into ions and electrons. Utilizing self-ionization transitions for uranium enrichment typically has the advantage of increasing the cross section for small ionizations, thus reducing the demands on the ionization excitation source or laser.

しかし本発明以前には同位元素分離技術におけ
る自己電離の有効な利用は確立されなかつた。
However, prior to the present invention, effective use of self-ionization in isotope separation technology had not been established.

本発明は自己電離遷移の特性を使つて同位体の
選択的電離プロセスを改良しようとするものであ
る。その改良は、一般的電離遷移とは逆の増大さ
れた断面積を有する遷移を通しての、励起状態か
らの電離の自己電離の利点をより効果的に遂行す
るものである。
The present invention seeks to improve the selective ionization process of isotopes using the properties of self-ionization transitions. The improvement more effectively takes advantage of self-ionization of ionization from excited states through transitions with increased cross-sections that are opposite to the general ionization transitions.

本発明による改良は、選択された励起状態から
の光電離遷移に対する相対断面積を見出す技術が
開発されて可能になつた。この技術は、選択され
た励起状態から連続エネルギ状態へ励起する際の
吸収線のスペクトル中の電離を監視するため逐次
発振レーザの周波数走査を使用している。このよ
うにして増大された断面積の連続エネルギ状態へ
の遷移、すなわち自己電離遷移が存在することが
わかる。
The improvements of the present invention are made possible by the development of techniques for finding the relative cross sections for photoionization transitions from selected excited states. This technique uses frequency scanning of a successive laser to monitor ionization in the spectrum of absorption lines as it is pumped from a selected excited state to a continuous energy state. It can be seen that there is a transition to a continuous energy state of the increased cross section, ie, a self-ionization transition.

このような増大された電離断面積をもつ光電離
プロセスは、増大された断面積の反応が起るよう
なスペクトル巾と周波数とをもつた光による光電
離選移が生起する系をつくることになり、このプ
ロセスは有効に利用される。このプロセスには典
型的には2、3又は4エネルギ段階があり、第1
段階は同位体の選択的励起であり、最終段階は自
己電離段階である。この後者の段階で粒子は高い
励起状態から電離の連続エネルギ状態、典型的に
は電離準位の上にあるきめられたエネルギ範囲内
の1準位に進む。自己電離結合状態のライフタイ
ムは非常に短かいので、増大された断面積をもつ
電離過程に対する吸収線の周波数巾は励起状態間
の遷位の吸収線の巾に比して広い。希望する同位
体とそれ以外の同位体の間の同位体シフトはこの
バンド巾の数分の1である。その結果、好ましい
実施例では或る程度バンド巾の広い、強度が余り
強くない光電離照射光が使われ、同位体選択のた
めにはバンド巾を限定する理由はない。本発明は
レーザ光照射による電離効果の効率のよいことを
利用して、強い電離光を照射することによる非選
択性の生起を減少するものである。
Such a photoionization process with an increased ionization cross section creates a system in which photoionization transfer occurs with light of a spectral width and frequency such that an increased cross section reaction occurs. This process can be used effectively. This process typically has two, three or four energy stages, with the first
The steps are selective excitation of isotopes and the final step is a self-ionization step. In this latter stage, the particle progresses from a highly excited state to a continuum of energy states of ionization, typically one level within a defined energy range above the ionization level. Since the lifetime of a self-ionizing bond state is very short, the frequency width of absorption lines for ionization processes with increased cross-sections is wide compared to the width of absorption lines for transitions between excited states. The isotopic shift between the desired isotope and other isotopes is a fraction of this bandwidth. As a result, the preferred embodiment uses a somewhat broad banded, less intense photoionizing radiation, and there is no reason to limit the bandwidth for isotope selection. The present invention utilizes the high efficiency of the ionization effect caused by laser light irradiation to reduce the occurrence of non-selectivity caused by strong ionizing light irradiation.

電離された粒子は、それに加えられた力によつ
て所定の表面上に収集されるため分離される。こ
の力は、電離された粒子を元の流れの方向からそ
らすため、MHD加速器の性質をもつた、交叉し
た電界と磁界とによつて作られることが望まし
い。
The ionized particles are separated because they are collected on a predetermined surface by the force applied to them. This force is preferably created by crossed electric and magnetic fields, in the nature of an MHD accelerator, to deflect the ionized particles from their original flow direction.

本発明の上述の及びその他の特徴は説明のため
取り上げたがそれに限定されない詳細な記述と添
付図面とによつて十分に示される。
These and other features of the invention are more fully illustrated by the detailed description, which is given by way of illustration but not limitation, and the accompanying drawings, in which: FIG.

本発明は同位体の選択的多段階光電離を増大さ
れた断面積をもつた自己電離遷移を使つて効率よ
く遂行する技術を意図するものである。同位体選
択は結合状態間の遷移の適切な同調によつて得ら
れ、また、電離連続エネルギ状態への遷移は自己
電離に対する増大された断面積の特性を最適に利
用するという方法で遂行される。
The present invention contemplates a technique for efficiently performing selective multi-step photoionization of isotopes using self-ionizing transitions with increased cross-sections. Isotopic selection is obtained by appropriate tuning of the transitions between bonded states, and transitions to ionizing continuous energy states are accomplished in a manner that optimally exploits the properties of increased cross sections for self-ionization. .

高く励起されてはいるが、しかし結合されてい
る状態から電離状態への遷移は電離遷移と定義さ
れる。この遷移は典型的には電離準位に到達する
に足るだけのエネルギの照射光を使い、それ以上
のエネルギは必要ない。このような電離遷移は通
常起ることが少なく、断面積が小さく、従つて効
率が悪い。現在、電離準位より上のエネルギ範囲
にわたつて電離断面積の沢山のピークの存在とそ
の場所とを確認する装置が考案されている。この
ピークは一般に電離遷移の断面積の非常に重要な
増大を表わしている。これらのピークは、増大さ
れた断面積の遷移で電離準位より上の1準位に励
起することによる、励起された粒子の電離を有利
にする。
A transition from a highly excited but bound state to an ionized state is defined as an ionizing transition. This transition typically uses radiation of just enough energy to reach the ionization level, and no more energy is required. Such ionization transitions usually occur infrequently, have a small cross section, and are therefore inefficient. Apparatus has now been devised to confirm the presence and location of numerous peaks in the ionization cross section over the energy range above the ionization level. This peak generally represents a very significant increase in the cross section of the ionization transition. These peaks favor the ionization of the excited particles by exciting them one level above the ionization level with a transition of increased cross section.

増大された断面積によつて到達した高い状態、
すなわち自己電離状態はしばしば、電子的に励起
されたイオンコアとそれにゆるく結合された電子
とからなり、この結合体は励起されたイオンコア
が基底状態におちるとき放出されるエネルギが電
子をとび出させるに十分なエネルギを有している
と解釈される。この高い状態は電離をひき起す。
この崩壊は典型的には大体10-11秒以内に起り、
物理学の不確定性原理によつて100GHz程度のス
ペクトル線巾を示す。この巾はどのようなドプラ
ーシフト又は同位体シフトよりも大きいが、重要
な断面積ピークの巾より十分狭い。
high state reached by increased cross-sectional area,
That is, self-ionized states often consist of an electronically excited ion core with electrons loosely bound to it, such that when the excited ion core falls to the ground state, the energy released is sufficient to eject the electrons. It is interpreted as having a certain amount of energy. This elevated state causes ionization.
This collapse typically occurs within approximately 10 -11 seconds,
Due to the uncertainty principle of physics, it exhibits a spectral linewidth of about 100 GHz. This width is larger than any Doppler shift or isotopic shift, but much narrower than the width of the important cross-sectional peak.

この状況は増大された断面積をもつ自己電離遷
移に対し同調された比較的広バンドの照射光を使
うことによつて有効に利用された。広バンド照射
光はその巾が増大された断面積の範囲内にあるよ
うにすると効率よく発生される。この比較的巾の
広いピークに拡がつた自己電離照射光を使えば、
より大きな電離断面積が利用出来て強い照射光の
必要はない。強くない照射光を使えば、基底状態
からの多光子吸収による非選択電離の確率は減少
する。
This situation was exploited by using a relatively broad band illumination tuned to self-ionizing transitions with increased cross-sections. Broadband illumination is efficiently generated when its width is within the increased cross-sectional area. If we use self-ionizing radiation that spreads into this relatively wide peak,
A larger ionization cross section can be utilized and there is no need for intense irradiation light. Using less intense illumination light reduces the probability of non-selective ionization due to multiphoton absorption from the ground state.

以下に本発明を好ましい実施例について図面を
参照しながら説明する。第1図は本発明による同
位体の選択的光電離の好ましい形態のエネルギ段
階を説明する図である。図示のように、第1の遷
移12は基定状態14、又は場合によつては熱的
に励起された低い励起状態、から第1の励起状態
16へ、第1のレーザからの同位体選択レーザ光
の照射によつて行なわれる。状態16からの励起
は第2の遷移18によつて第2の励起状態20へ
行なわれる。遷移18を行なわせる照射光は希望
する同位体の選択に同調されていてもいなくても
よい。第2の励起状態20から最終の光電離遷移
22が行なわれて電離準位26よりも高い第3の
励起状態24へ移る。励起状態24にある励起さ
れた原子は、自動的にイオン28と放出電子30
とに崩壊する。2段階遷移12と18の代りに、
1、3又はそれ以上の段階が使われることもあ
る。中間のエネルギ準位は次のような公知の表か
ら選ぶことが出来る:LA−4501、光学スペクト
ルの測定から導かれたウラン(U及びU)の
第1及び第2スペクトルの分析の現状、1971年10
月発行。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating the energy steps of a preferred form of selective photoionization of isotopes according to the present invention. As shown, the first transition 12 is from the ground state 14, or in some cases a thermally excited lower excited state, to a first excited state 16 from the isotopic selection from the first laser. This is done by irradiating with laser light. Excitation from state 16 is carried out by a second transition 18 to a second excited state 20. The illumination light that causes transition 18 may or may not be tuned to the desired isotope selection. From the second excited state 20 a final photoionization transition 22 takes place to a third excited state 24 which is higher than the ionization level 26 . Excited atoms in the excited state 24 automatically form ions 28 and emitted electrons 30.
It collapses. Instead of two-step transitions 12 and 18,
One, three or more stages may be used. The intermediate energy levels can be selected from the following known tables: LA-4501, Current status of analysis of primary and secondary spectra of uranium (U and U) derived from measurements of optical spectra, 1971. year 10
Published monthly.

原子粒子の蒸気のような元素の状態におけるウ
ランの電離準位26はほぼ6.18evで波数にして
50000.0cm-1より少し小さい。遷移22に対する
周波数は5800−6000オングストローム(波数
16667−17241cm-1)であり、第3の励起状態24
は電離準位26の上波数にして50から300cm-1
範囲内にある。この様式の場合、遷移12,18
及び22の各は全電離電位のほぼ1/3であつて、
典型的な関係にある。遷移12,18及び22に
対する照射は典型的には同時に行なわれるが、以
下に記述するように時間的に少しずつずらせて行
なつてもよい。
The ionization level 26 of uranium in the elemental state, such as the vapor of atomic particles, is approximately 6.18ev in wave number.
A little smaller than 50000.0cm -1 . The frequency for transition 22 is 5800-6000 angstroms (wavenumber
16667−17241cm -1 ), and the third excited state 24
is in the range of 50 to 300 cm -1 as a wave number above the ionization level 26. In this format, transitions 12, 18
and 22 are approximately 1/3 of the total ionization potential, and
They have a typical relationship. Irradiation of transitions 12, 18, and 22 is typically simultaneous, but may be staggered in time, as described below.

遷移12,18及び22の各に使用されるレー
ザは典型的には同調可能な色素レーザで、その1
例としてはダイアル−A−ライン(Dial−A−
Line)レーザがあり、Dial−A−Lineはマサチ
ユーセツツ州、エヴエレツトのアヴコ・エヴレツ
ト・リサーチ・ラボラトリ社の登録商標である。
最終の遷移22に対するレーザは励起状態間の遷
移に対し使用されるバンド巾よりも広いバンド巾
を含む範囲に同調し得ることが好ましい。特に、
上述の不確定性原理から光電離に対する照射光吸
収バンド巾は0.5オングストロームの程度であり、
使用される典型的周波数で波数ほぼ1.5cm-1であ
る。この値は同一の遷移における異なる同位元素
の吸収線間に存在する差異の巾よりも大きい。
The laser used for each of transitions 12, 18 and 22 is typically a tunable dye laser, one of which
An example is Dial-A-line (Dial-A-line).
Dial-A-Line is a registered trademark of Avco Everett Research Laboratory, Inc., Everett, Massachusetts.
Preferably, the laser for the final transition 22 can be tuned to a range that includes a wider bandwidth than that used for the transition between excited states. especially,
From the above-mentioned uncertainty principle, the irradiation light absorption band width for photoionization is about 0.5 angstroms,
The wave number is approximately 1.5 cm -1 at the typical frequency used. This value is larger than the width of the difference that exists between the absorption lines of different isotopes at the same transition.

それ故、同位体選択は遷移12及び18のよう
な低位の遷移における励起で選択がなされなけれ
ばならない。このようにすれば、最終の遷移22
は約1/2オングストロームの広いバンド巾をもつ
レーザで照射を行なつて、他の遷移の場合とは違
う周波数制限のゆるい色素レーザを使用すること
によるより有効なレーザ照射を行なうことが出来
る。
Therefore, isotopic selection must be made with excitations at lower transitions such as transitions 12 and 18. In this way, the final transition 22
The irradiation is performed with a laser having a wide band width of approximately 1/2 angstrom, and unlike the case of other transitions, more effective laser irradiation can be achieved by using a dye laser with a looser frequency limit.

第3の励起状態24に励起する電離遷移を見分
ける技術によれば、後述するように、断面積1、
2又は数桁大きくなつた遷移を選択することが出
来、これにより比較的小さな断面積だつたために
電離を行なう際に遭遇した従来の困難は大きく克
服された。
According to the technology for identifying the ionization transition excited to the third excited state 24, as will be described later, the cross-sectional area 1,
It is possible to select transitions that are two or several orders of magnitude larger, thereby largely overcoming the conventional difficulties encountered in performing ionization due to relatively small cross-sectional areas.

第2図及び第3図に本発明が実施される装置の
主要部を示す。この装置は米国特許第3939354号
と同形のものであり、両方に指定されており、参
考としてここに掲げた。
FIGS. 2 and 3 show the main parts of an apparatus in which the present invention is implemented. This device is identical to and designated in US Pat. No. 3,939,354 and is incorporated herein by reference.

装置には1組のコイル42が巻かれた室40が
あり、このコイルに電流が流れて室40の中に軸
方向に磁界44をつくる。
The device includes a chamber 40 having a set of coils 42 wound thereon, through which current is passed to create an axial magnetic field 44 within the chamber 40.

レーザビーム46が延長パイプ50の端の窓4
8を通して室40の内部、特にイオンを引出す作
用をする加速器52の極板間を照射する。加速器
52は、典型的には容器に入つたウランを電子ビ
ームで蒸発させる蒸気源54の上に置かれてい
る。電子ビームで蒸発させられた蒸気流は、加速
器52の、室40の軸方向全体にわたるように放
射状に拡がる。
The laser beam 46 is directed to the window 4 at the end of the extension pipe 50.
8 is used to irradiate the inside of the chamber 40, particularly between the electrode plates of the accelerator 52 which serves to extract ions. Accelerator 52 is typically placed above a vapor source 54 that vaporizes uranium contained in a container with an electron beam. The vapor flow evaporated by the electron beam spreads radially throughout the chamber 40 of the accelerator 52 in the axial direction.

この状況を第3図に明瞭に示す。第3図には供
給されるウラン58の入つたるつぼ56が蒸気源
として示され、ウラン58は磁界44で収歛され
る電子ビームの衝撃を受けて加速器52の領域へ
拡がつてゆく。加速器52は収集極板64で仕切
られ、その中に中心に陽極66をもつ室62の1
組から成つている。室62の中の陽極66と収集
極板64との間がレーザビーム照射領域68であ
る。領域68における照射は、ビーム46が多重
反射をすることにより、及び/又はほぼ希望する
断面の形状をもつたビームによつてなされる。そ
の他の技術もこの目的のために使用することが出
来る。
This situation is clearly shown in Figure 3. In FIG. 3, a crucible 56 containing supplied uranium 58 is shown as a vapor source, and the uranium 58 is bombarded by the electron beam focused by the magnetic field 44 and spreads into the region of the accelerator 52. The accelerator 52 has one of the chambers 62 separated by a collection plate 64 and having an anode 66 in the center thereof.
It consists of a group. A laser beam irradiation area 68 is located between the anode 66 and the collection electrode plate 64 in the chamber 62 . Irradiation in region 68 is achieved by multiple reflections of beam 46 and/or by a beam having approximately the desired cross-sectional shape. Other techniques can also be used for this purpose.

レーザビーム照射領域68は一般にパルス電源
70によつて発生される陽極66と収集極板64
との間の電界パルスにすぐ続くパルスによつて照
射される。
The laser beam irradiation area 68 typically includes an anode 66 and a collector plate 64 generated by a pulsed power source 70.
irradiated by a pulse immediately following an electric field pulse between

ビーム46は典型的には遷移12,18及び2
2に対応する3色を含む合成ビームであつて第4
図に示すように構成されている。典型的には3つ
の色素レーザ80,82及び84の1組が設けら
れ、それらの出力ビームが、プリブム又は2色性
素子で作られたビーム結合器86に供給される。
ビーム結合器86は第2図の室40へ供給する合
成出力ビーム46を提供する。
Beam 46 typically includes transitions 12, 18 and 2.
A composite beam containing three colors corresponding to
It is configured as shown in the figure. A set of three dye lasers 80, 82 and 84 is typically provided and their output beams are fed to a beam combiner 86 made of pribum or dichroic elements.
Beam combiner 86 provides a combined output beam 46 that feeds chamber 40 in FIG.

レーザ80,82及び84はタイマ88で制御
されて、少なくとも1マイクロ秒よりそれ程小さ
くない継続時間をもつ同時パルスを合成ビーム4
6として室40へ送る。
Lasers 80, 82, and 84 are controlled by a timer 88 to produce simultaneous pulses with a duration not significantly less than at least 1 microsecond in the combined beam 4.
6 and send it to room 40.

増大された断面積をもつた望ましい遷移の周波
数であることを確認するために、モータ90が設
けられて、レーザ84の鏡95と97によつて形
成される空胴94の中にある回折格子92のよう
な素子の同調を制御し、それによりレーザ84か
らの出力ビーム96の周波数を走査する。こうし
て少しずつ照射光の周波数を変えると、室62の
中、特にレーザビーム照射領域68の中につくら
れる電離の量が変つてくる。任意の質量数の同位
元素の電離の生成速度は室40の内部にあるプロ
ーブ100をもつた通常の質量分析器98を使つ
て検出され、光電離及び/又はこの分野ではよく
知られているように加速の結果生じるイオンを検
出する。
To ensure the desired frequency of transition with increased cross-sectional area, a motor 90 is provided to drive the diffraction grating in the cavity 94 formed by mirrors 95 and 97 of the laser 84. The tuning of elements such as 92 is controlled thereby scanning the frequency of output beam 96 from laser 84. By gradually changing the frequency of the irradiated light in this manner, the amount of ionization created within the chamber 62, particularly within the laser beam irradiation area 68, changes. The production rate of ionization of an isotope of any mass number is detected using a conventional mass spectrometer 98 with a probe 100 inside the chamber 40, and is determined by photoionization and/or as is well known in the art. Detects ions that result from acceleration.

レーザ光の強度を強めるためには、レーザ8
0,82及び84を数段階の増巾で強めるのが好
ましい。更に、望ましいパルス繰返し速度を得る
ためには、レーザ80,82及び84の各を逐次
パルスを発射するようにして増倍し、米国特許第
3924937号に記載されているような回転光学素子
機構を使つて、逐次発射されるパルスを合成して
パルス速度を増大するのである。
To increase the intensity of the laser beam, use the laser 8
It is preferable to intensify 0, 82 and 84 in several steps. Additionally, to obtain the desired pulse repetition rate, lasers 80, 82, and 84 may each be multiplied to fire sequential pulses, as described in U.S. Pat.
A rotating optical element mechanism, such as that described in US Pat. No. 3,924,937, is used to combine the sequentially fired pulses and increase the pulse rate.

以上、本発明の方法と使用する装置の詳細につ
いて記したが、この分野の技術に就熟した人達に
は本発明にそれの範囲から離れることなく種々の
修正と変更とがなされることは起るであろう。従
つて本発明は特許請求の範囲に指示されたことに
のみ限定されると考えられる。
Although the method of the present invention and the apparatus used have been described in detail, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes may be made to the present invention without departing from the scope thereof. There will be. It is believed, therefore, that the invention be limited only as indicated by the scope of the claims below.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の方法を説明するのに役立つエ
ネルギ段階図、第2図は本発明の実施に使用する
装置を簡単化した説明図、第3図は第2図の装置
の内部を示す説明図、第4図は本発明において使
用する励起及び電離照射光を発生するレーザ装置
を示し、且つ自己電離遷移、すなわち増大された
断面積をもつ光電離遷移を確認するために使用す
る装置をも示す説明図である。 12……第1の遷移、14……基底状態、16
……第1の励起状態、18……第2の遷移、20
……第2の励起状態、22……最終の光電離遷
移、24……第2の励起状態、26……電離準
位、28……イオン、30……放出電子、40…
…室、42……コイル、44……磁界、46……
レーザビーム、48……窓、50……延長パイ
プ、52……加速器、54……蒸気源、56……
るつぼ、58……供給されるウラン、60……電
子ビーム、62……室、64……収集極板、66
……陽極、68……レーザビーム照射領域、70
……パルス電源、80,82,84……色素レー
ザ、86……ビーム結合器、88……タイマ、9
0……モータ、92……回折格子、94……空
胴、95,97……鏡、96……出力ビーム、9
8……質量分析器、100……プローブ。
1 is an energy phase diagram useful in explaining the method of the invention; FIG. 2 is a simplified illustration of the apparatus used to carry out the invention; and FIG. 3 shows the interior of the apparatus of FIG. The explanatory diagram, FIG. 4, shows the laser device for generating the excitation and ionizing radiation used in the present invention, and also shows the device used to confirm the self-ionization transition, that is, the photoionization transition with increased cross section. FIG. 12...first transition, 14...ground state, 16
...First excited state, 18...Second transition, 20
... second excited state, 22 ... final photoionization transition, 24 ... second excited state, 26 ... ionization level, 28 ... ion, 30 ... emitted electron, 40 ...
...Chamber, 42...Coil, 44...Magnetic field, 46...
Laser beam, 48...Window, 50...Extension pipe, 52...Accelerator, 54...Steam source, 56...
Crucible, 58... Uranium supplied, 60... Electron beam, 62... Chamber, 64... Collection plate, 66
... Anode, 68 ... Laser beam irradiation area, 70
... Pulse power supply, 80, 82, 84 ... Dye laser, 86 ... Beam combiner, 88 ... Timer, 9
0... Motor, 92... Diffraction grating, 94... Cavity, 95, 97... Mirror, 96... Output beam, 9
8...Mass spectrometer, 100...Probe.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 複数の同位体の集合の中から選択された同位
体の粒子を1つ以上のエネルギー準位を経て励起
状態に選択的に励起し、前記励起状態にある粒子
をその粒子の電離準位以上の所定のエネルギ範囲
内の1状態へ励起することからなる、同位体粒子
の電離方法において、該励起状態にある粒子の吸
収線に同調する所定の周波数を持ち且つ該励起状
態のスペクトル吸収線より大きい所定のスペクト
ル幅を持つた電磁波で照射し、前記所定の周波数
がその周波数の極く近傍の周波数の電磁波の吸収
よりも少なくとも1桁強く該粒子に吸収されるよ
うな周波数であることを特徴とする方法。 2 前記同位体がウランである特許請求の範囲第
1項に記載の方法。 3 前記電磁波の波数が16667〜17241/cmで、所
定のスペクトル幅が5800〜6000オングストローム
である特許請求の範囲第2項に記載の方法。
[Claims] 1. Selectively excite particles of an isotope selected from a plurality of isotope sets to an excited state through one or more energy levels, and bring the particles in the excited state into the excited state. A method for ionizing an isotopic particle, which consists of excitation to a state within a predetermined energy range above the ionization level of the particle, the excitation having a predetermined frequency tuned to the absorption line of the particle in the excited state; irradiation with an electromagnetic wave having a predetermined spectral width larger than the spectral absorption line of the state, such that the predetermined frequency is absorbed by the particle at least one order of magnitude stronger than the absorption of electromagnetic waves of frequencies very close to the predetermined frequency. A method characterized by being a frequency. 2. The method according to claim 1, wherein the isotope is uranium. 3. The method according to claim 2, wherein the electromagnetic wave has a wave number of 16667 to 17241/cm and a predetermined spectral width of 5800 to 6000 angstroms.
JP15841878A 1977-12-19 1978-12-19 Selective photooionization method of isotope and its device Granted JPS5499898A (en)

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