Новые подходы к молекулярному лазерному разделению изотопов урана
Г.Н. Макаров Институт спектроскопии РАН, ул. Физическая 5, Троицк, Москва, 108840, Российская Федерация
Большой интерес к лазерному разделению изотопов урана стимулировал разработку и развитие в конце прошлого — начале этого века целого ряда методов и подходов с использованием как атомарного, так и молекулярного вариантов разделения изотопов. Поиск эффективных лазерных методов разделения изотопов урана активно проводится во многих странах и сегодня. Представлен обзор новых подходов к молекулярному лазерному разделению изотопов (МЛРИ) урана. В основе этих подходов лежит процесс резонансного изотопно-селективного многофотонного возбуждения высоких колебательных состояний (2ν3 и 3ν3) молекул 235UF6 и 238UF6 в газодинамически охлажденных молекулярных потоках бихроматическим лазерным ИК излучением и последующая диссоциация возбужденных молекул теми же лазерными импульсами. Рассматриваются основы этих подходов. Приведены и обсуждаются результаты экспериментов по двух- и трехфотонному возбуждению молекул SF6, которые по своим спектроскопическим свойствам являются аналогами молекул UF6, в колебательные состояния 2ν3 и 3ν3 соответственно двух- и трехчастотным излучением импульсных СО2-лазеров. Предложены и анализируются конкретные схемы и параметры резонансного двух- и трехфотонного изотопно-селективного возбуждения молекул 235UF6 и 238UF6 в колебательные состояния 2ν3 и 3ν3 бихроматическим ИК излучением двух импульсных CF4-лазеров, а также двух пара-H2-лазеров, генерирующих в области 16 мкм. Рассматривается метод изотопно-селективного возбуждения и диссоциации молекул UF6 в смеси с сенсибилизатором (молекулами SF6) в неравновесных термодинамических условиях скачка уплотнения. Показана возможность реализации с предложенными подходами низкоэнергетических методов МЛРИ урана.
Ключевые слова: атомы, молекулы, кластеры, уран, молекулярные и кластерные пучки, лазерная спектроскопия, индуцированные лазером селективные процессы в молекулах и кластерах, лазерное разделение изотопов урана, лазерная физика PACS:07.77.Gx, 28.60.+s, 33.80.−b, 36.40.-с, 42.62.−b, 42.62.Fi, 82.50.Bc (все) DOI:10.3367/UFNr.2023.02.039325 Цитата: Макаров Г Н "Новые подходы к молекулярному лазерному разделению изотопов урана" УФН, принята к публикации
Поступила: 19 января 2023, доработана: 17 февраля 2023, одобрена в печать: 20 февраля 2023