Выпуски

 / 

2020

 / 

Март

  

Обзоры актуальных проблем


Новые результаты по лазерному разделению изотопов с использованием низкоэнергетических методов

 
Институт спектроскопии РАН, ул. Физическая 5, Троицк, Москва, 108840, Российская Федерация

Сегодня актуальны и востребованы исследования, направленные на разработку низкоэнергетических методов молекулярного лазерного разделения изотопов (МЛРИ). Основной целью этих исследований является поиск эффективных и экономичных методов, которые могут быть положены в основу технологии лазерного разделения изотопов урана, а также других элементов. Многие из предложенных подходов к реализации низкоэнергетических методов МЛРИ недостаточно хорошо изучены и/или сложны для реализации на практике. Некоторые из них рассматриваются как перспективные и требуют дальнейшего изучения. К ним относится метод изотопно-селективного подавления кластеризации молекул с помощью инфракрасных (ИК) лазеров и метод изотопно-селективной ИК-диссоциации небольших молекулярных ван-дер-ваальсовых кластеров. Представлен обзор новых результатов, полученных недавно с использованием этих двух методов. Кратко описываются экспериментальная установка и методы исследования, обосновывается выбор объектов исследования. Приведены и анализируются результаты, полученные с модельными молекулами SF6 и CF3Br, по исследованию процесса изотопно-селективного подавления кластеризации молекул как между собой, так и с атомами газа-носителя аргона, а также процесса изотопно-селективной ИК-диссоциации небольших однородных и смешанных кластеров (SF6)m Arn и (CF3Br)m Arn (где m = 1-2 и 0 ≤ n ≤ 5 — числа молекул и атомов в кластерах соответственно). Представленные результаты дают основание полагать, что эти методы могут быть использованы для разделения изотопов в молекулах, содержащих изотопы тяжёлых элементов, которые имеют небольшой изотопический сдвиг в спектрах ИК-поглощения.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
English fulltext is available at IOP
Ключевые слова: атомы, молекулы, кластеры, молекулярные и кластерные пучки, лазерная спектроскопия, индуцированные лазером селективные процессы в молекулах и кластерах, лазерное разделение изотопов
PACS: 07.77.Gx, 33.80.−b, 36.40.−c, 42.62.−b, 42.62.Fi, 82.40.Fp, 82.50.Bc (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2019.02.038530
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2020/3/b/
Цитата: Макаров Г Н "Новые результаты по лазерному разделению изотопов с использованием низкоэнергетических методов" УФН 190 264–290 (2020)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 29 ноября 2018, доработана: 23 января 2019, 8 февраля 2019

English citation: Makarov G N “New results for laser isotope separation using low-energy methodsPhys. Usp. 63 245–268 (2020); DOI: 10.3367/UFNe.2019.02.038530

Список литературы (83) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (3) Похожие статьи (20)

  1. Макаров Г Н УФН 185 717 (2015); Makarov G N Phys. Usp. 58 670 (2015)
  2. Eerkens J W Nucl. Sci. Eng 150 1 (2005)
  3. Eerkens J W Laser Part. Beams 23 225 (2005)
  4. Макаров Г Н, Петин А Н ЖЭТФ 130 804 (2006); Makarov G N, Petin A N JETP 103 697 (2006)
  5. Макаров Г Н УФН 176 1155 (2006); Makarov G N Phys. Usp. 49 1131 (2006)
  6. Kim J, Eerkens J W, Miller W H Nucl. Sci. Eng 156 219 (2007)
  7. Kim J et al "Current status of the MLIS uranium enrichment process" Transactions of the Korean Nuclear Society Spring Meeting. Jeju, Korea, May 22, 2009 p. 455
  8. Eerkens J W, Kim J AIChE J. 56 2331 (2010)
  9. Макаров Г Н, Петин А Н Письма в ЖЭТФ 93 123 (2011); Makarov G N, Petin A N JETP Lett. 93 109 (2011)
  10. Lyakhov K A, Lee H J Appl. Phys. B 111 261 (2013)
  11. Макаров Г Н, Петин А Н ЖЭТФ 146 455 (2014); Makarov G N, Petin A N JETP 119 398 (2014)
  12. Lyakhov K A, Lee H J J. Laser Appl 27 022008 (2015)
  13. Lyakhov K A, Lee H J, Pechen A N Separat. Purificat. Technol. 176 402 (2017)
  14. Bagratashvili V N et al Multiple Photon Infrared Laser Photophysics and Photochemistry (Chur: Harwood Acad. Publ., 1985)
  15. Cantrell C D (Ed.) Multiple-Photon Excitation and Dissociation of Polyatomic Molecules (Topics in Current Physics) Vol. 35 (Berlin: Springer-Verlag, 1986)
  16. Lyman J L Laser Spectroscopy and Its Applications (Optical Engineering) Vol. 11 (Eds L J Radziemski, R W Solarz, J A Raisner) (New York: M. Dekker, 1987) p. 417
  17. Макаров Г Н УФН 175 41 (2005); Makarov G N Phys. Usp. 48 37 (2005)
  18. Баранов В Ю и др Физико-химические процессы при селекции атомов и молекул. Сб. докладов 2-й Всеросс. научной конф., г. Звенигород, 1997 (Под ред. В Ю Баранова, Ю А Колесникова) (М.: ЦНИИатоминформ, 1997) с. 21
  19. Летохов В С, Рябов Е А Изотопы: свойства, получение, применение (Под ред. В Ю Баранова) (М.: ИздАТ, 2000) с. 329
  20. Баранов В Ю, Дядькин А П Изотопы: свойства, получение, применение (Под ред. В Ю Баранова) (М.: ИздАТ, 2000) с. 343
  21. Letokhov V S, Ryabov E A The Optics Encyclopedia. Basic Foundations and Practical Applications Vol. 2 (G-L, Eds Th G Brown et al) (New York: Wiley-VCH, 2004) p. 1015-1028
  22. SILEX Systems Limited, http://www.silex.com.au
  23. SILEX Process, http://www.chemeurope.com/en/encyclopedia/Silex_Process.html
  24. SILEX Uranium Enrichment, SILEX Annual Report 2014, http://www.silex.com.au/Silex/media/Announcements/18-SLX-Annual-Report-2014_1.pdf?ext=.pdf
  25. SILEX Uranium Enrichment, SILEX Annual Report 2017, http://www.silex.com.au/Silex/media/Corporate-Governance/7-SLX-Annual-Report-2017-270917_1.pdf?ext=.pdf
  26. SILEX Uranium Enrichment, SILEX Annual Report 2018, http://www.silex.com.au/Silex/media/Corporate-Governance/10-SLX-Annual-Report-2018-081018_2.pdf?ext=.pdf
  27. Lyman J L "Enrichment separative capacity for SILEX" Report LA-UR-05-3786 (Los Alamos, NM: Los Alamos National Laboratory, 2005)
  28. Makarov G N, Petin A N Chem. Phys. Lett. 323 345 (2000)
  29. Makarov G N, Petin A N Chem. Phys. 266 125 (2001)
  30. Макаров Г Н УФН 173 913 (2003); Makarov G N Phys. Usp. 46 889 (2003)
  31. Макаров Г Н, Петин А Н Квантовая электроника 46 248 (2016); Makarov G N, Petin A N Quantum Electron. 46 248 (2016)
  32. Zellweger J-M et al Phys. Rev. Lett 52 522 (1984)
  33. Philippoz J-M et al J. Phys. Chem 88 3936 (1984)
  34. Philippoz J-M et al Surf. Sci. 156 701 (1985)
  35. Philippoz J-M et al Ber. Bunseng. Phys. Chem. 89 291 (1985)
  36. Van den Bergh H Laser Optoelectron. (3) 263 (1985)
  37. Апатин В М и др ЖЭТФ 152 627 (2017); Apatin V M et al JETP 125 531 (2017)
  38. Апатин В М и др Квантовая электроника 48 157 (2018); Apatin V M et al Quantum Electron. 48 157 (2018)
  39. Апатин В М и др ЖЭТФ 154 287 (2018); Apatin V M et al JETP 127 244 (2018)
  40. Макаров Г Н, Огурок Н-Д Д, Петин А Н Квантовая электроника 48 667 (2018); Makarov G N, Ogurok N-D D, Petin A N Quantum Electron. 48 667 (2018)
  41. Lokhman V N et al Laser Phys 28 105703 (2018)
  42. Лохман В Н и др ЖЭТФ 155 216 (2019); Lokhman V N et al JETP 128 188 (2019)
  43. Петин А Н, Макаров Г Н Квантовая электроника 49 593 (2019); Petin A N, Makarov G N Quantum Electron. 49 593 (2019)
  44. Макаров Г Н УФН 187 241 (2017); Makarov G N Phys. Usp. 60 227 (2017)
  45. Kappes M, Leutwyler S Atomic and Molecular Beam Methods Vol. 1 (Ed. G Scoles) (New York: Oxford Univ. Press, 1988) p. 380
  46. Lee Y T "Isotope separation by photodissociation of Van der Waals molecules" US Patent 4,032,306 (1977)
  47. Lisy J M et al "Infrared vibrational predissociation spectroscopy of small molecular clusters" Laser Spectroscopy V (Springer Series in Optical Sciences, Eds A R W McKellar, T Oka, B P Stoicheff) (Berlin: Springer, 1981) p. 324; Lisy J M et al Report LBL-12981 (Berkeley, CA: Lawrence Berkeley Laboratory, 1981)
  48. Casassa M P et al J. Chem. Phys 72 6805 (1980)
  49. Casassa M P, Bomse D S, Janda K C J. Chem. Phys 74 5044 (1981)
  50. Casassa M P, Bomse D S, Janda K C J. Phys. Chem 85 2623 (1981)
  51. Okada Y et al J. Mol. Struct. 410-411 299 (1997)
  52. Janda K C Adv. Chem. Phys 60 201 (1985)
  53. Celii F G, Janda K C Chem. Rev 86 507 (1986)
  54. Miller R E J. Phys. Chem 90 3301 (1986)
  55. Buck U Adv. At. Mol. Opt. Phys. 35 121 (1995)
  56. Макаров Г Н УФН 188 689 (2018); Makarov G N Phys. Usp. 61 617 (2018)
  57. Pine A S, Robiette A G J. Mol. Spectr 80 388 (1980)
  58. Patterson C W, Krohn B J, Pine A S Opt. Lett 6 39 (1981)
  59. Patterson C W, Krohn B J, Pine A S J. Mol. Spectrosc 88 133 (1981)
  60. McDowell R S et al Spectrochim. Acta A 42 351 (1986)
  61. Baldacchini G, Marchetti S, Montelatici V J. Mol. Spectrosc. 91 80 (1982)
  62. Geraedts J et al Chem. Phys. Lett 78 277 (1981)
  63. Geraedts J, Stolte S, Reuss J Z. Phys. A 304 167 (1982)
  64. Geraedts J et al Faraday Discuss. Chem. Soc 73 375 (1982)
  65. Pietropolli Charmet A et al Phys. Chem. Chem. Phys 8 2491 (2006)
  66. Баранов В Ю и др "Лазерно-молекулярное разделение изотопов урана" Изотопы: свойства, получение, применение Т. 1 (М.: Физматлит, 2005) с. 474
  67. Баграташвили В Н и др ЖЭТФ 77 2238 (1979); Bagratashvili V N et al Sov. Phys. JETP 50 1075 (1979)
  68. Макаров Г Н и др Квантовая электроника 25 545 (1998); Makarov G N et al Quantum Electron. 28 530 (1998)
  69. Lokhman V N, Ogurok D D, Ryabov E A Chem. Phys 333 85 (2007)
  70. Лохман В Н, Огурок Д Д, Рябов Е А ЖЭТФ 135 835 (2009); Lokhman V N, Ogurok D D, Ryabov E A JETP 108 727 (2009)
  71. Lokhman V N, Ogurok D D, Ryabov E A Eur. Phys. J. D 67 66 (2013)
  72. Апатин В М и др Письма в ЖЭТФ 97 800 (2013); ApatV M et al JETP Lett. 97 697 (2013)
  73. Apatin V M et al Laser Phys. Lett 12 016002 (2015)
  74. Апатин В М и др ЖЭТФ 147 218 (2015); ApatV M et al JETP 120 191 (2015)
  75. Аватков О Н и др Квантовая электроника 12 576 (1985); Avatkov O N et al Sov. J. Quantum Electron. 15 375 (1985)
  76. Takahashi M et al Appl. Phys. B 41 91 (1986)
  77. Melinon P et al Chem. Phys. 84 345 (1984)
  78. Апатин В М и др Письма в ЖЭТФ 104 440 (2016); Apatin V M et al JETP Lett. 104 425 (2016)
  79. Takeuchi K et al J. Nucl. Sci. Technol 26 301 (1989)
  80. Jensen R J et al Laser Focus 12 (5) 51 (1976)
  81. Geraedts J et al Chem. Phys. Lett 106 377 (1984)
  82. Liedenbaum C et al Z. Phys. D 11 175 (1988)
  83. Макаров Г Н УФН 180 185 (2010); Makarov G N Phys. Usp. 53 179 (2010)

© Успехи физических наук, 1918–2021
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение