JPH0368424A

JPH0368424A - 同位体分離装置

Info

Publication number: JPH0368424A
Application number: JP20389689A
Authority: JP
Inventors: Katsushi Nishizawa; 西沢　克志
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-08-08
Filing date: 1989-08-08
Publication date: 1991-03-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は同位体分離装置に係り、特に分離回収した同位
体製品の回収量を運転中においＣも適宜把握できるＩａ
構を設けることにより！Ａ乙の運転管理を容易にした同
位体弁１ｉｆｔ装置にＩＩＩする。

〈従来の技術）同位体相互の化学的特性の相違または７’２　ｍの差兄
を利用してガス拡散法、ノズル法または遠心分１１１法
による同位体力！！！装置が従来より運転されている。

しかし、従来装置はいずれも単伯当りの分離効率が低い
ため、特定の同位体を所定′ｌＸＪ度レベ小レベルする
には、同一の分離工程を多段にカスケード方式によって
繰り返すことガ必要であった。

しかし、レーザ光を使用して特定の同位体を選択的にイ
オン化し、イオン化した同位体を電気的に分離するレー
ザ法による同位体分離装置は単位当りの分離効率が非常
に高いため、従来のようにカスケードを組む必要が少な
く、’１ｌ＝ｔ仝休が小型で経済性の点で右利である。

第３図は従来のレーザ法よる同位体分離装置の構造を示
す断面図である。図において、同位体分離装置１は、本
体を気密に収容する真空容器２と本体を構成する各機器
とから成る。

複数秤類の同位体を含む金属原Ｒ３は、熱化学的耐性を
有する蒸発用るつぼ４に収容される。蒸発用るつぼ４に
は原料の温度を調節するための冷１」管５が埋設される
。蒸発用るつぽ４内に収容された金属原料３に対して電
子銃６のフィラメント６ａから光胴された電子ビーム７
が連続的に照射される。電子ビーム７は電子銃６内部に
設けた幅内磁場Ｆｌｉｆｆ８により偏向され金属原料の
溶融液面９に照射される。

電子ビーム７の照Ｑ４を受けた金属原料３は加熱され溶
融状態を経て蒸発し、同位体の蒸気流１０を連続的に生
成する。生成した蒸気流１０は、コリメータ１１によっ
て所定の流れ方向に案内される。

そして、上部に達した蒸気流１０に対して、回収を特徴
とする特定の同位体のみを選択的に励起するレーザ光１
２が照射される。このレーザ光１２としては特定の同位
体の共鳴吸収線に相当する周波数を有する単色レーザ光
が採用される。レーザ光１２の照射を受けた特定の同位
体Ｃ，Ｌ電子が放逐されて正電荷を右するイオン化同位
体１３となる。　このイオン化同位体１３は、陽電極１
４と陰Ｔ電極１５とを交互に配設した製品回収電極１６
間に形成された電界空間を通過する際に、イオン化同位
体１３のみが陰型ル１５表面に偏向され、吸着回収され
る。一方、イオン化されない同位体等の中性原子は電界
の影響を受けずに電極間を直進し、製品回収電極１６の
上部側に配設した蒸気Ｒ捕集板１７により回収される。

製品回収電極１６に吸着回収された製品同位体は、適宜
真空容器２から電極板ごと取り山され、回収される。

（発明が解決しようとする課題）このように従来の同位体分離装置においては、製品回収
電極に吸着した製品同位体の回収重量を測定するために
は、装置を停止し真空容器内の真空状態を一旦解除して
大気圧まで復帰させた後に、電極板ごと取り出して計測
していたため、計測操作および装置の再起動操作が煩雑
であるという欠点がある。

ところで製品同位体の回収品を把握することは製品の回
収頻度や装置の運転条件の良否を判定するために極めて
重要である。ところが製品回収電極に付ηする製品同位
体の型組は、電極板の配置や金属原料蒸気の流星などの
微小な変動によって大きく変化する。そのために同じ運
転条件で同位体力１１１１装δを運転した場合において
も、電極板に付着する顎品重徂は大きく変化する場合が
多い。

そのため装置の運転を開始してからどの時点で製品を回
収して取り出すかを判断することは困難である。

一方頻繁に装置を停止して製品回収電極を装管内から取
り出すことは、装置の運転効率の低下を招く上に、真空
状態を解除して製品回収電極を取り出し、再び電極をＶ
Ｌ着して元の真空状態にまで復帰させることは長［［ｉ
ｌの減圧操作が必要となり、いずれにしろ配置の運転管
理がｆｎＭになる問題点があった。

本発明は上記の問題点を解決するために２ｒされたもの
であり、装置の運転中においても、真空容器内の減圧状
態を保持したままで、製品回収電極に付着した製品同位
体の回収課を適宜把握することが可能であり、装置の運
転管理を簡素にする同位体分離装置を捉供することを目
的とづる。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明に係る同位体分離装置
は、複数種類の同位体を金石する金属原料を加熱蒸発せ
しめて蒸気流を生成する蒸気生成装置と、蒸気流の流れ
方向に対して平行に陽電極と陰Ｔ電極とを対向配置して
形成した製品回収電極とを猫え、上記蒸気流に含まれる
特定の同位体を選択的にイオン化し、イオン化した特定
の同位体を、上記製品回収電極間に形成した電界に−こ
って偏向させて製品回収電極表面に付着回収する同位体
分離装置において、製品回収電極表面に付若回収した同
位体の重量を計測する重量計測機構を装備したことを特
徴とする。

（作用〉上記構成に係る同位体分離装置によれば、製品回収電極
表面に付着回収した同位体のｔｌｉを計測づるｆｆ！昂
ｘｔｍ機構が装備されているため、装置の運転Ｉｔ、？
および停止時においても、真空容器内部の真空状態を破
ることなく、製品同位体の回収重竜を適宜把握すること
ができる。

そのため装置の運転条件の良否の判定や製品同位体の回
収時期のマＩＪ定が容易となり、同位体分離装置の運＠
管理および保守管理が極めてｌ！ｌ素化される。

（実施例）次に本発明の一実施例について添付図面を参照して説明
する。第１図は本発明に係る同位体分離装置の一実施例
を示す断面図である。なお第３図に示す従来例と同一要
素には同一符号を付して、その重複する説明は省略する
。

すなわち本実施例に係る同位体分離装置は、複数種類の
同位体を金石する金属原料３を加熱蒸発せしめて蒸気流
１０を生成する蒸気生成装置１８と、蒸気流１０の流れ
方向に対して平行に陽電極１４とｊＩｉｉ８ｉ１５とを
対向配評して形成した製品回収電極１６とを備え、上記
蒸気流１０に含まれる特定の同位体を選択的にイオン化
し、イオン化した特定の同位体を、上記製品回収電極１
６間に形成した電界によって偏向させて製品回収電極１
６表面に付着回収する同位体分離装置にＪ３いて、上記
製品回収電極１６表面に付着回収した同位体の重量を計
測する毛畝計測機構１９を袋幅して構成される。

そしてｆｆ１ｆｆｌ計Ｘ機１ｉＩ１１９は、例えば製品
回収りδ極１６の各陰電極１５・・・を保持する電極保
持部０２０・・・と、各電極保持部材２０の０山端側に
装置され、各陰電極１５・・・の重量を計測する重ら１
８Ｉ２１・・・と、各重量計２１からの重量計測機構を
数値的に表示する表示装置２２とから構成される。なお
、通常規模の同位体分離装置において、製品回収電極１
６に回収される製品重ωＧ、ｉ、Ｋ９１′Ｉｉ位となる
ため、重量計２１としては通常の精度を有するものであ
れば、充分に高精度で製品重量を計測することができる
。

また上記電極保持部材２０は第２図に示すように、その
一端は真空容器２の内壁に固着した係止金具２３に着脱
自在かつ傾動自在に支持され、他方の自由端は重量計２
１によって着脱自在に吊持される。

次に作用について説明する。

複数種類の同位体を含む金属原料３は、第１図に示すよ
うに電子銃６から弁胴された電子ビーム７によって加熱
されて蒸発し、蒸気流１０を形成する。発生した蒸気流
１０はコリメータ１１によって４品回収′Ｉ３極１６方
向に案内される。製品回収電極１６の蒸気流通路にはレ
ーザ光１２が照射され、その結果蒸気流１０に含まれる
特定の同位体原子のみが選択的に励起されイオン化同位
体１３となる。イオン化同位体１３は製品回収電極１６
間に形成された電場によって陰電極１５方向に吸引回収
さ−れる。

一方イオン化されない中性原子を含む蒸気流１ＱＬｔ製
品回収電極１６を通過し、蒸気流捕集板１７に捕集され
る。

そして製品回収電極１６の除電４ｆｉ１５表面に吸着回
収されたイオン化同位体１３の１は、重の計測機構１９
の重（ｉＨ１２１によって計測されると同時に、その重
量計測機構は表示装Ｚｌ　２２に伝送され、重ＭＨｉｌ
Ｔが数値的に表示される。

運転員は表示装置２２に表示された製品同位体の回収重
昂の大小によって、製品を真空容器２の外部に取り出す
最適な時期を判定することができる。

このように本実施例に係る同位体５＞離装ｆ　ｌ　ａに
よれば、製品回収電極１６の各陰電極１５に回収された
製品同位体の重量を計測する重量　Ｓｔ　ｌｌ！Ｉ１機
構１９が装備されているため、ｖ４途の運転中において
も真空容器２内の減圧状態を保持したまよで、製品の回
収状況を適宜確認することが可能である。

そのため装置の運転条件の適否を判定すること、および
製品を装置外部に取り出す最適な時期を決定することが
容易となり、同位体分離装置１ａの運転管理および保守
管理が極めて容易になり、さらに装置の運転効率を大幅
に改善することができる。

上記実施例においては、製品回収Ｔｉ　ｌ４ｉ１６を構
成する各陰電極１５・・・にそれぞれ重量計２１を付設
した例で示している。しかし各陰電極１５・・・におけ
る製品回収量に大きなばらつきを生じない場合には、１
枚の陰電極１５にのみ重量計２１を付設して重量計測機
構を構成することもできる。

〔Ｒ明の効果）以上説明の通り本発明に係る同位体分離装置によれば、
製品回収１２極表面に付着回収した同位体の重量を計ａ
ＩＪする重量計１１１１機構が装備されているため、装
置の運転時および停止時においても、真空容器内部の真
空状態を破ることなく、製品同位体の回収重量を適宜把
握することができる。

そのため装置の運転条件の良否の判定や製品同位体の回
収時用の判定が容易となり、同位体分離装置の運転管理
および保守管理が極めて簡素化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る同位体分離装置の一実施例を示す
断面図、第２図は第１図にＪ３ける■−■矢７ｆｌ断面
図、第３図は従来の同位体分離装置の構成を示す断面図
である。１．１ａ・・・同位体分離装置、２・・・真空容器、３
・・・金属原料、４・・・蒸発用るつぼ、５・・・冷却
管、６・・・電子銃、７・・・電子ビーム、８・・・偏
向磁１２装置、９・・・溶融液面、１０・・・蒸気流、
１１・・・コリメータ、１２・・・レーザ光、１３・・
・イオン化同位体、１４・・・陽電極、１５・・・陰電
極、１６・・・製品回収電極、１７・・・蒸気流捕集板
、１８・・・蒸気生成装置、１９・・・重量計測機構、
２０・・・電極保持部材、２１・・・重量計、２２・・
・表示装置、２３・・・係止金具。第２図

Claims

【特許請求の範囲】

複数種類の同位体を含有する金属原料を加熱蒸発せしめ
て蒸気流を生成する蒸気生成装置と、蒸気流の流れ方向
に対して平行に陽電極と陰電極とを対向配置して形成し
た製品回収電極とを備え、上記蒸気流に含まれる特定の
同位体を選択的にイオン化し、イオン化した特定の同位
体を、上記製品回収電極間に形成した電界によって偏向
させて製品回収電極表面に付着回収する同位体分離装置
において、製品回収電極表面に付着回収した同位体の重
量を計測する重量計測機構を装備したことを特徴とする
同位体分離装置。