Лазерное разделение изотопов бора: результаты исследований и варианты технологической реализации
Г.Н. Макаров Институт спектроскопии РАН, ул. Физическая 5, Троицк, Москва, 108840, Российская Федерация
Широкое использование изотопов бора (10B и 11B) на практике в ряде важных отраслей промышленности и в медицине делает актуальной и важной проблему их получения и обусловливает большой интерес к разработке эффективных методов их разделения (обогащения). В последнее время активизировались исследования, направленные на разработку методов лазерного разделения изотопов (ЛРИ) бора. Представлен обзор результатов исследований по ЛРИ бора. Кратко рассматриваются основные положения лазерного разделения изотопов и необходимые условия для реализации лазерных методов. Приведены и обсуждаются спектры инфракрасного (ИК) поглощения борсодержащих молекул, с которыми проводились эксперименты по ЛРИ бора. Указанные спектры составляют основу методов лазерного разделения изотопов бора. Рассматриваются высокоэнергетические и низкоэнергетические методы молекулярного лазерного разделения изотопов бора, а также физико-химические процессы, лежащие в их основе. Представлены и анализируются результаты ранних исследований изотопно-селективной лазерной ИК диссоциации молекул трихлорида бора (BCl3) с использованием разных схем возбуждения и 2-хлорэтенилдихлорборана (HClC=CHBCl2), имеющих наибольший интерес для лазерного разделения изотопов бора, а также результаты новых исследований. Приведены и обсуждаются результаты исследований селективной ИК многофотонной диссоциации (МФД) молекул 11BCl3 в естественной смеси с молекулами 10BCl3 при их облучении с сенсибилизатором — молекулами SF6, которые являются одновременно и акцепторами радикалов — атомов Cl, образующихся при диссоциации молекул BCl3. Показано, что использование сенсибилизатора приводит к существенному увеличению эффективности диссоциации молекул 11BCl3. Проведена систематизация результатов по ЛРИ бора. На основе анализа результатов исследований предложены наиболее оптимальные схемы для технологической реализации ЛРИ бора на практике. Дан краткий исторический экскурс в исследования по лазерному разделению изотопов бора.
Ключевые слова: атомы, молекулы, кластеры, бор, молекулярные и кластерные пучки, лазерная спектроскопия, индуцированные лазером селективные процессы в молекулах и кластерах, лазерное разделение изотопов, лазерная физика PACS:07.77.Gx, 28.60.+s, 33.80.−b, 36.40.−c, 42.62.−b, 42.62.Fi, 82.50.Bc (все) DOI:10.3367/UFNr.2024.11.039808 Цитата: Макаров Г Н "Лазерное разделение изотопов бора: результаты исследований и варианты технологической реализации" УФН, принята к публикации
Поступила: 15 мая 2024, доработана: 3 сентября 2024, одобрена в печать: 18 ноября 2024