JPH0415011B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はレーザ法によりウラン等の金属原子同
位体を連続的に分離濃縮する同位体分離装置に関
する。

（従来の技術） ウラン等の金属原子同位体の分離濃縮法として
はガス拡散法、ノズル法、化学交換法、遠心分離
法、レーザ法等が知られているが、中でもレーザ
法は他の方法に比較して分離能力が非常に大き
く、今後、多用されるものと期待されている。

このレーザ法には金属原子を用いる原子法と、
六弗化ウランガス等の用いる分子法とがあるが、
以下の説明では原子法によるレーザ法につき説明
する。

第４図は原子法を用いたレーザ法による同位体
分離装置の概略構成を示すもので、真空容器から
なる分離セル１内には、金属原子原料２を収納す
る金属溶解用るつぼ３と、このるつぼ３内の金属
原子原料２に向けて電子ビーム４を照射する電子
銃５と、加熱溶解された金属原子原料２から発生
する金属原子ビーム６に向けてレーザ光線を照射
する選択励起レーザ７および電離レーザ８と、こ
れらのレーザ光線照射によつて電離したイオン化
原子ビーム６を吸着する接地電極９および陰電極
１０と、非イオン化原子ビームを吸着する中性原
子補集プレート１１とが所定の位置に配置されて
いる。

このような構成の同位体分離装置において、る
つぼ３内の金属原子原料２は電子銃５からの電子
ビームの照射を受けると加熱溶解して金属原子ビ
ーム６を発生して上昇する。この金属原子ビーム
中には同位体原子１２と他の同位体原子１３が混
在している。

そこで、金属原子ビーム６に向けて、一方の同
位体原子の吸収線に相当する振動数のレーザ光線
を選択励起レーザ７から照射すると、目的とする
一方の同位体原子のみが励起され、イオン化す
る。

このイオン化同位体原子はプラスイオンとな
り、接地電極９と陰電極１０の間を通過する間に
電界の影響を受けて湾曲し、陰電極１０に吸着さ
れる。

一方、電離されていない他方の同位体原子１３
は接地電極９と陰電極１０の間の電界の作用を受
けないので、そのまま直進し、中性原子補集プレ
ート１１に収集され、これによつて同位体の分離
濃縮が行なわれることになる。

上記において、るつぼ３内の金属原子原料２は
加熱溶解によつて蒸発するので次第に減少する。
従つて、るつぼ３内の金属原子原料が無くなる
と、次の金属原子原料を補給する必要があるが、
従来装置には金属原子原料の連続供給機構が付設
されていないため、分離セル１内の真空を解除
し、外部からるつぼ３内へ金属原子原料２を補給
しなければならなかつた。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来装置では金属原子原料の補給の
度毎に分離セル１内の真空を解除しなければなら
ず、連続運転ができない上、金属原子原料の補給
後、分離セル１内を再度所定の真空度にまで真空
引きするにはかなりの時間を必要とし、プラント
の稼働率を向上させる上で大きなネツクとなつて
いた。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の同位体分離装置は、分離セル内のるつ
ぼ中にて金属原子原料を加熱して金属原子を蒸発
させて原子ビームを発生させ、この原子ビームに
レーザ光線を照射して同位体金属原子を電離回収
するレーザ法同位体分離装置において、前記分離
セル内に、多数個の金属原子原料を収納し、これ
を前記るつぼ内に順次供給する原料供給機構を設
けたことを特徴とする。

（作用） 上述のように構成した本発明装置においては、
分離セルの真空を解除することなく、分離セル内
のるつぼ中へ金属原子原料を所定間隔毎に定量的
に供給でき、プラントの稼働率を大幅に向上させ
ることができる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。なお、第４図におけると同一部分には同一の
符号を付してある。

第１図において、分離セル１内には原料供給機
構２０が設置されている。この原料供給機構２０
は、複数個の原料ペレツト２′を収納する複数列
の収納部２１と、これらの収納部の下方に連接し
たガイド２２内を往復動する押し棒２３と、この
押し棒を駆動する電動機や歯車機構等を備えた駆
動機構２４とからなり、ガイド２２の先端がるつ
ぼ３の上方近傍に位置するよう基台部２５を分離
セル１内の所定位置に据付固定されている。

上述のように構成した本発明装置においては、
駆動機構２４によつて押し棒２３を往復動させれ
ば、その先端によつて収納部２１の原料ペレツト
２′が最前列下段側から１個または複数個ずつ押
しだされ、ガイド２２先端からるつぼ３内へ落す
る。

従つて、るつぼ３へ原料ペレツト２′を補給す
る度毎に分離セル１の真空を解除する必要がな
く、プラントの稼働率を向上させることができ
る。

第２図に示す実施例は、原料供給機構２０を分
離セル１内の定位置に固定する替わりに、原料供
給機構の基台部２５の下面に車輪（図示せず）を
取付けて可動式にし、セル１に真空遮断弁２６を
介して連接した真空分離室２７との間を移動でき
るようにしたものである。

この場合、原料供給機構２０内の原料ペレツト
２′がなくなつた時は真空分離室２７内を真空引
きした後、真空遮断弁２６を開き、この真空遮断
弁を通して原料供給機構２０を真空分離室２７側
へ移送し、真空遮断弁２６を閉じ、真空分離室２
７内の真空を解除して原料供給機構２０の収納部
２１に原料ペレツト２′を収納し、しかる後、上
記と逆の手順で原料供給機構２０を分離セル１内
へ戻すことにより、同位体分離作業を中断するこ
となく、分離セル１内へ原料ペレツト２′を搬入
することができる。

なお、この実施例の場合、原料供給機構２０の
収納部に原料ペレツト２′を補充する際には、真
空分離室２７内の真空を解除する必要があるが、
この真空分離室の容積は分離セル１の容積に比べ
て小さいので、その後の真空引き時間も僅かです
み、また、これらの作業はるつぼ３内へ最後の原
料ペレツト２′を補給した直後に開始できるので、
同位体分離作業と平行して進めることができ、プ
ラントの稼働率は先の実施例の場合よりもさらに
向上する。

なお、第３図に示すように１基の分離セル１内
に２個のるつぽ３ａ，３ｂおよびそれらに付属す
る電子銃、選択励起レーサ、電離レーザおよび各
種電極を２組ずつ設置した同位体分離装置に本発
明を適用する場合には、第２図におけると同様
に、原料供給機構２０ａ，２０ｂ、真空遮断弁２
６ａ，２６ｂ、真空分離室２７ａ，２７ｂをるつ
ぼ３ａ，３ｂに対応する位置に２組づつ設置すれ
ば良い。

また、るつぼの数がより多い場合にも同様の考
え方を拡大すればよい。

［発明の効果］ 上述の如く、本発明の同位体分離装置によれば
原料供給機構から定量的に原料ペレツトをるつぼ
内に補給できるので、るつぼ内の金属原子原料が
蒸発して消失する度毎に分離セルの真空を解除す
る必要がなくなり、プラントの稼働率は大幅に向
上する。

また、分離セルに真空遮断弁を介して真空分離
室を連接し、原料供給機構をこれらの分離セルと
真空分離室の間に可動的に設置した場合には、大
容量の分離セルの真空を解除することなく、小容
量の真空分離室内の真空を解除するのみで、原料
供給機構に原料ペレツト補充でき、プラントの稼
働率はなお一層向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す縦断面
図、第２図は本発明装置の他の実施例を示す縦断
面図、第３図は本発明装置の他の実施例を示す平
面図、第４図は原子法を用いたレーザ法による同
位体分離装置の概略構成を示す説明図である。 １……分離セル、２……金属原子原料、３，３
ａ，３ｂ……るつぼ、４……電子ビーム、５……
電子銃、６……原子ビーム、７……選択励起レー
ザ、８……電離レーザ、９……接地電極、１０…
…陰電極、１１……中性原子補集プレート、２
０，２０ａ，２０ｂ……原料供給機構、２１……
収納部、２２……ガイド、２３……真空分離室、
２４……駆動機構、２５……基台部、２６ａ，２
６ｂ……真空遮断弁、２７ａ，２７ｂ……真空分
離室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 分離セル内のるつぼ中にて金属原子原料を加
   熱して金属原子を蒸発させて原子ビームを発生さ
   せ、この原子ビームにレーザ光線を照射して同位
   体金属原子を電離回収するレーザ法同位体分離装
   置において、前記分離セル内に、多数個の金属原
   子原料を収納し、これを前記るつぼ内に順次供給
   する原料供給機構を設けたことを特徴とする同位
   体分離装置。 ２ 原料供給機構が複数個の金属原子原料を収納
   する収納部と、この収納部から金属原子原料を順
   次押し出す押し棒と、この押し棒を往復動させる
   駆動機構とからなることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の同位体分離装置。 ３ 分離セルに真空遮断弁を介して真空分離室が
   連接されており、原料供給機構が前記分離セルと
   真空分離室の間を移動できるよう構成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の同位体分離装置。