JPH062215B2 - 同位体分離用レーザ光照射方法及び装置 - Google Patents
同位体分離用レーザ光照射方法及び装置Info
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- JPH062215B2 JPH062215B2 JP19116689A JP19116689A JPH062215B2 JP H062215 B2 JPH062215 B2 JP H062215B2 JP 19116689 A JP19116689 A JP 19116689A JP 19116689 A JP19116689 A JP 19116689A JP H062215 B2 JPH062215 B2 JP H062215B2
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- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザ照射により同位体分離に係わり、特にマ
ルチパス型光共振器を使用した同位体分離用レーザ照射
方法及び装置に関するものである。
ルチパス型光共振器を使用した同位体分離用レーザ照射
方法及び装置に関するものである。
一般に、ＵＦ６、Ｗ、ＳＦ６、ＭｏＦ６等の重金属化合
物同位体は中赤外から遠赤外にかけて強い吸収帯が存在
するので、レーザ照射による同位体分離が有効である。
物同位体は中赤外から遠赤外にかけて強い吸収帯が存在
するので、レーザ照射による同位体分離が有効である。
従来、このような同位体分離において、超音速ノズルを
使用してキャリアガスにより反応物質の高速流を生じさ
せて断熱膨張させ、反応物質を低温状態にしてレーザ照
射し、熱の影響の無いシャープな吸収を起こさせて励起
・解離を生じさせ、同位体を分離することが行われてい
る。
使用してキャリアガスにより反応物質の高速流を生じさ
せて断熱膨張させ、反応物質を低温状態にしてレーザ照
射し、熱の影響の無いシャープな吸収を起こさせて励起
・解離を生じさせ、同位体を分離することが行われてい
る。
しかしながら、従来のレーザ同位体分離においては、レ
ーザ光が反応容器内に１回通過するだけであるため反応
物質に吸収されなかったレーザ光を無駄にしてしまうと
いう問題があった。また、２波長以上のパルスレーザ光
を照射して選択励起と解離のための励起を行わせる場
合、レーザ光が時間的にばらつくジッタがあると、同一
タイミングに照射領域内でパルスが重ならないことがあ
るため、せっかく選択励起しても解離のための励起が行
われない場合があり、その結果反応に寄与するレーザ光
が少なくなり、反応効率が悪くなるという問題がある。
ーザ光が反応容器内に１回通過するだけであるため反応
物質に吸収されなかったレーザ光を無駄にしてしまうと
いう問題があった。また、２波長以上のパルスレーザ光
を照射して選択励起と解離のための励起を行わせる場
合、レーザ光が時間的にばらつくジッタがあると、同一
タイミングに照射領域内でパルスが重ならないことがあ
るため、せっかく選択励起しても解離のための励起が行
われない場合があり、その結果反応に寄与するレーザ光
が少なくなり、反応効率が悪くなるという問題がある。
また、レーザ光のエネルギが小さい場合には、必要とす
るフルエンス（エネルギ／断面積）を得るためにレーザ
光を絞り込まなくてはならず、そのために照射断面積が
小さくなってしまい、反応物質に有効に照射することが
できないという問題がある。
るフルエンス（エネルギ／断面積）を得るためにレーザ
光を絞り込まなくてはならず、そのために照射断面積が
小さくなってしまい、反応物質に有効に照射することが
できないという問題がある。
本発明は上記課題を解決するためのもので、レーザ光を
有効に利用し、ジッターによる影響を解消して反応効率
を向上させ、またレーザ光のエネルギが小さい場合でも
フルエンスを保ちつつかつ照射断面積を大きくすること
ができる同位体分離用レーザ光照射方法及び装置を提供
することを目的とする。
有効に利用し、ジッターによる影響を解消して反応効率
を向上させ、またレーザ光のエネルギが小さい場合でも
フルエンスを保ちつつかつ照射断面積を大きくすること
ができる同位体分離用レーザ光照射方法及び装置を提供
することを目的とする。
本発明は、マルチパス共振器を用いて入射レーザ光を反
射往復させ、反応物質を多重照射する同位体分離用レー
ザ光照射方法、およびキャリアガスにより反応物質が供
給される真空チャンバ、光軸がキャリアガスの流れの交
差する方向で真空チャンバ内に設けられたマルチパス共
振器からなり、マルチパス共振器内を往復するレーザ光
により反応物質を多重照射するようにした同位体分離用
レーザ光照射装置を特徴としている。
射往復させ、反応物質を多重照射する同位体分離用レー
ザ光照射方法、およびキャリアガスにより反応物質が供
給される真空チャンバ、光軸がキャリアガスの流れの交
差する方向で真空チャンバ内に設けられたマルチパス共
振器からなり、マルチパス共振器内を往復するレーザ光
により反応物質を多重照射するようにした同位体分離用
レーザ光照射装置を特徴としている。
本発明は、反応物質をキャリアガスで真空チャンバ内に
導入し、チャンバ内に設置したマルチパス共振器を使用
して入射レーザ光を何回も往復させて中心付近で周期的
に集光させ、反応物質を多重照射することによりレーザ
光を効率的に使用する。また、２波長以上のレーザ光を
反対方向からマルチパス共振器に入射させることによ
り、選択励起と解離とを往復する毎に生じさせてジッタ
ーの影響を無くすことができる。照射断面積はパス回数
倍になるまでフルエンスを保ちながら照射断面積を大き
くすることが可能となる。
導入し、チャンバ内に設置したマルチパス共振器を使用
して入射レーザ光を何回も往復させて中心付近で周期的
に集光させ、反応物質を多重照射することによりレーザ
光を効率的に使用する。また、２波長以上のレーザ光を
反対方向からマルチパス共振器に入射させることによ
り、選択励起と解離とを往復する毎に生じさせてジッタ
ーの影響を無くすことができる。照射断面積はパス回数
倍になるまでフルエンスを保ちながら照射断面積を大き
くすることが可能となる。
以下、実施例を説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図はマルチパ
スセルを説明するための図である。図中、１は超音速ノ
ズル、２は真空チャンバ、３はレーザ光、４は窓、５は
マルチパス共振器、５ａ、５ｂは凹面鏡、６は熱交換
器、７はガスボンベ、８は照射領域である。
スセルを説明するための図である。図中、１は超音速ノ
ズル、２は真空チャンバ、３はレーザ光、４は窓、５は
マルチパス共振器、５ａ、５ｂは凹面鏡、６は熱交換
器、７はガスボンベ、８は照射領域である。
第１図において、真空チャンバ２には図示しない供給源
よりアルゴンガス等のキャリアガス流により反応物質が
導入されている。この真空チャンバ２の入口付近には超
音速ノズル１が配置されている。超音速ノズルは間隙を
一部非常に狭くした２枚のプレートからなり、狭い間隙
を通過するときにキャリアガス流を超音速とし、通過後
の断熱膨張により低温状態をつくりだすためのものであ
る。
よりアルゴンガス等のキャリアガス流により反応物質が
導入されている。この真空チャンバ２の入口付近には超
音速ノズル１が配置されている。超音速ノズルは間隙を
一部非常に狭くした２枚のプレートからなり、狭い間隙
を通過するときにキャリアガス流を超音速とし、通過後
の断熱膨張により低温状態をつくりだすためのものであ
る。
真空チャンバの中央部にはガス流の流れ方向と直交する
光軸を有するレーザ共振器５が配置されている。レーザ
共振器５はレーザ光が入射される窓４ａ、４ｂと、反射
鏡５ａ、５ｂとからなり、真空チャンバと連通した熱交
換器６内に配置されている。
光軸を有するレーザ共振器５が配置されている。レーザ
共振器５はレーザ光が入射される窓４ａ、４ｂと、反射
鏡５ａ、５ｂとからなり、真空チャンバと連通した熱交
換器６内に配置されている。
レーザ共振器５は、第２図に示すように、凹面鏡５ａ、
５ｂで形成された共振器の光軸に対して入射レーザ光３
を角度をもたせて入射することにより、凹面鏡５ａと５
ｂの間で反射を繰り返す光線のパスを順次変化させて光
路を長くすると共に、凹面鏡５ａと５ｂにおける光線の
反射領域が、図のＡ、Ｂの領域であるとしたときに、ミ
ラーの中間部における光線の通過領域Ｃ付近で光線を周
期的に集光させることにより、フルエンスを非常に強く
させるようにしたマルチパス型のものである。
５ｂで形成された共振器の光軸に対して入射レーザ光３
を角度をもたせて入射することにより、凹面鏡５ａと５
ｂの間で反射を繰り返す光線のパスを順次変化させて光
路を長くすると共に、凹面鏡５ａと５ｂにおける光線の
反射領域が、図のＡ、Ｂの領域であるとしたときに、ミ
ラーの中間部における光線の通過領域Ｃ付近で光線を周
期的に集光させることにより、フルエンスを非常に強く
させるようにしたマルチパス型のものである。
このマルチパス共振器５の中心付近と照射領域８とが一
致するようにマルチパス共振器５を設置することにより
反応物質を多重照射することができる。マルチパス共振
器５は凹面鏡５ａ、５ｂの曲率半径及び鏡間距離を適当
に設定することにより、パス回数及び照射領域でのレー
ザ光のフルエンスを自由に選択することができる。
致するようにマルチパス共振器５を設置することにより
反応物質を多重照射することができる。マルチパス共振
器５は凹面鏡５ａ、５ｂの曲率半径及び鏡間距離を適当
に設定することにより、パス回数及び照射領域でのレー
ザ光のフルエンスを自由に選択することができる。
熱交換器６は真空チャンバから入ってきた反応物質のコ
ールドトラップして反射鏡に付着しないようにするため
のものであり、また、熱交換器内で反応してしまった物
質が真空チャンバに戻らないようにトラップするための
ものである。そのために、必要に応じて所定温度以下に
冷却させるようにする。また熱交換器内に反応物質が入
らないように、例えばキャリアガスと同じアルゴンガス
のような不活性ガスをガスボンベ７ａ、７ｂから供給し
て反応物質が極力入り込まないようにしている。
ールドトラップして反射鏡に付着しないようにするため
のものであり、また、熱交換器内で反応してしまった物
質が真空チャンバに戻らないようにトラップするための
ものである。そのために、必要に応じて所定温度以下に
冷却させるようにする。また熱交換器内に反応物質が入
らないように、例えばキャリアガスと同じアルゴンガス
のような不活性ガスをガスボンベ７ａ、７ｂから供給し
て反応物質が極力入り込まないようにしている。
真空チャンバの他端は図示しない同位体分離装置に接続
されて同位体分離が行われ、不要なガスは回収ないしは
廃棄されるようになっている。
されて同位体分離が行われ、不要なガスは回収ないしは
廃棄されるようになっている。
このような構成において、重金属等の同位体分離したい
反応物質をキャリアガスとともに、超音速ノズル１から
噴出させ、断熱膨張させて低温状態とする。一方、共振
器５においてはレーザ光３が窓を４を通り、熱交換器６
内に設置されたマルチパス共振器５に導かれ、反射鏡５
ａ、５ｂ間を何回も反射されて往復し、中心付近、すな
わち照射領域８において周期的に集光する。この照射領
域においてキャリアガスで運ばれた反応物質が多重照射
される。この場合、反対方向から同時に２波長以上のレ
ーザ光を入射させることにより、照射領域８を異なる波
長のレーザ光が同時に通過するので、通過する毎に選択
励起と解離を有効に生じさせることができる。
反応物質をキャリアガスとともに、超音速ノズル１から
噴出させ、断熱膨張させて低温状態とする。一方、共振
器５においてはレーザ光３が窓を４を通り、熱交換器６
内に設置されたマルチパス共振器５に導かれ、反射鏡５
ａ、５ｂ間を何回も反射されて往復し、中心付近、すな
わち照射領域８において周期的に集光する。この照射領
域においてキャリアガスで運ばれた反応物質が多重照射
される。この場合、反対方向から同時に２波長以上のレ
ーザ光を入射させることにより、照射領域８を異なる波
長のレーザ光が同時に通過するので、通過する毎に選択
励起と解離を有効に生じさせることができる。
こうして、解離を生じた反応物質は図示しない後続の分
離装置、例えばフィルタ等により同位体分離される。
離装置、例えばフィルタ等により同位体分離される。
なお、上記実施例では超音速ノズルを使用する例につい
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、超音速ノズルを使用しない場合に適用しても同様に
多重照射によりレーザ光を有効利用して効率的に同位体
分離を行うことが可能であり、また、マルチパス共振器
の光軸とガス流の方向とは必ずしも直交させず、斜めに
交差させるようにしてもよい。
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、超音速ノズルを使用しない場合に適用しても同様に
多重照射によりレーザ光を有効利用して効率的に同位体
分離を行うことが可能であり、また、マルチパス共振器
の光軸とガス流の方向とは必ずしも直交させず、斜めに
交差させるようにしてもよい。
以上のように本発明によれば、マルチパス共振器を真空
チャンア内に設置し、反応物質のレーザ光の吸収効率を
考慮したパス回数で多重照射することによりレーザ光を
無駄にすることなく効率的に使用することが可能であ
る。また、レーザ光が照射領域に存在している時間が非
常に長くなるので、２波長以上のレーザ光で照射する
時、共振器の両側からレーザ光を入射させることによ
り、ジッターの問題を解消することができる。さらに、
レーザ光を絞り込んで使用した場合にも１パスの時に比
較して照射断面積はパス回数倍になるのでフルエンスを
保ちながら照射断面積を大きくすることが可能となる。
チャンア内に設置し、反応物質のレーザ光の吸収効率を
考慮したパス回数で多重照射することによりレーザ光を
無駄にすることなく効率的に使用することが可能であ
る。また、レーザ光が照射領域に存在している時間が非
常に長くなるので、２波長以上のレーザ光で照射する
時、共振器の両側からレーザ光を入射させることによ
り、ジッターの問題を解消することができる。さらに、
レーザ光を絞り込んで使用した場合にも１パスの時に比
較して照射断面積はパス回数倍になるのでフルエンスを
保ちながら照射断面積を大きくすることが可能となる。
第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図はマルチパ
スセルを説明するための図である。 １…超音速ノズル、２…真空チャンバ、３…レーザ光、
４…窓、５…マルチパス共振器、５ａ、５ｂ…凹面鏡、
６…熱交換器、７…ガスボンベ、８…照射領域。
スセルを説明するための図である。 １…超音速ノズル、２…真空チャンバ、３…レーザ光、
４…窓、５…マルチパス共振器、５ａ、５ｂ…凹面鏡、
６…熱交換器、７…ガスボンベ、８…照射領域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 信 茨城県那珂郡東海村大字村松４番地33 動 力炉・核燃料開発事業団東海事業所内 (72)発明者 矢戸 弓雄 茨城県那珂郡東海村大字村松４番地33 動 力炉・核燃料開発事業団東海事業所内
Claims (4)
- 【請求項１】マルチパス共振器を用いて入射レーザ光を
反射往復させ、反応物質を多重照射することを特徴とす
る同位体分離用レーザ光照射方法。 - 【請求項２】キャリアガスにより反応物質が供給される
真空チャンバ、光軸がキャリアガスの流れと交差する方
向で真空チャンバ内に設けられたマルチパス共振器から
なり、マルチパス共振器内を往復するレーザ光により反
応物質を多重照射するようにしたことを特徴とする同位
体分離用レーザ光照射装置。 - 【請求項３】マルチパス共振器は不活性ガスが供給され
るコールドトラップ用熱交換器内に設置されることを特
徴とする請求項２記載の同位体分離用レーザ光照射装
置。 - 【請求項４】反応物質は超音速ノズルを通して真空チャ
ンバ内へ噴出されることを特徴とする請求項２または３
記載の同位体分離用レーザ光照射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19116689A JPH062215B2 (ja) | 1989-07-24 | 1989-07-24 | 同位体分離用レーザ光照射方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19116689A JPH062215B2 (ja) | 1989-07-24 | 1989-07-24 | 同位体分離用レーザ光照射方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0356124A JPH0356124A (ja) | 1991-03-11 |
| JPH062215B2 true JPH062215B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=16270000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19116689A Expired - Fee Related JPH062215B2 (ja) | 1989-07-24 | 1989-07-24 | 同位体分離用レーザ光照射方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH062215B2 (ja) |
-
1989
- 1989-07-24 JP JP19116689A patent/JPH062215B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0356124A (ja) | 1991-03-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |