JPH0667455B2 - レーザ同位体分離における反応装置 - Google Patents
レーザ同位体分離における反応装置Info
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- JPH0667455B2 JPH0667455B2 JP1207127A JP20712789A JPH0667455B2 JP H0667455 B2 JPH0667455 B2 JP H0667455B2 JP 1207127 A JP1207127 A JP 1207127A JP 20712789 A JP20712789 A JP 20712789A JP H0667455 B2 JPH0667455 B2 JP H0667455B2
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- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (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を行う反応装置に
関するものである。
関するものである。
一般に、UF6、WF6、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。
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光
を照射し、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光
を照射し、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。
第２図はこのような従来の超音速ノズル型反応装置を示
す図である。
す図である。
反応ガスは真空チャンバ（図示せず）内に導入され、ノ
ズル11によって超音速にされて断熱膨張する。一方、ノ
ズルの側壁に設けられた光導入窓12bを通してガスの流
れと直角な方向からレーザ光13が照射されてガスの分解
反応が生じ、照射されたレーザ光は出射窓12aを通して
出射するようになっている。
ズル11によって超音速にされて断熱膨張する。一方、ノ
ズルの側壁に設けられた光導入窓12bを通してガスの流
れと直角な方向からレーザ光13が照射されてガスの分解
反応が生じ、照射されたレーザ光は出射窓12aを通して
出射するようになっている。
しかしながら、第２図に示す反応装置においては、レー
ザ光により分解されたガスが光導入窓と接触して流れる
ため、分解生成物が光導入窓内面に付着して汚れが生
じ、付着物のエネルギ吸収反応によりレーザ光強度に対
する窓材の破壊しきい値が低下し、また光の透過率が低
下してエネルギの損失が起きて光導入窓が破壊してしま
うという問題があった。
ザ光により分解されたガスが光導入窓と接触して流れる
ため、分解生成物が光導入窓内面に付着して汚れが生
じ、付着物のエネルギ吸収反応によりレーザ光強度に対
する窓材の破壊しきい値が低下し、また光の透過率が低
下してエネルギの損失が起きて光導入窓が破壊してしま
うという問題があった。
本発明は上記課題を解決するためのもので、光導入窓の
汚れ、それに伴う光の透過率の低下を防止するととも
に、レーザ光を集光することにより窓材の位置でのエネ
ルギ強度は弱く、反応領域でのエネルギ強度を強くする
ことにより光導入窓の破壊を防止し得るレーザ同位体分
離における反応装置を提供することを目的とする。
汚れ、それに伴う光の透過率の低下を防止するととも
に、レーザ光を集光することにより窓材の位置でのエネ
ルギ強度は弱く、反応領域でのエネルギ強度を強くする
ことにより光導入窓の破壊を防止し得るレーザ同位体分
離における反応装置を提供することを目的とする。
本発明のレーザ同位体分離における反応装置は、真空チ
ャンバのガス流と交差する方向に真空チャンバを介在し
て対向配置され、真空チャンバに対してそれぞれ開口す
るとともに、光導入窓、光出射窓をそれぞれ有する一対
の熱交換器を備え、キャリアガスにより真空チャンバ内
に供給された反応物質に対して前記光導入窓、光出射窓
を通してレーザ光を照射して反応を生じさせ、同位体分
離を行う装置であって、前記光導入窓と対向して集光器
を配置するとともに、不活性ガス供給手段を設け、光導
入窓、光出射窓における光強度は弱く、真空チャンバの
反応領域での光強度を強くするようにレーザ光を集光す
るとともに、前記熱交換器内へ不活性ガスを導入するよ
うにしたことを特徴とする。
ャンバのガス流と交差する方向に真空チャンバを介在し
て対向配置され、真空チャンバに対してそれぞれ開口す
るとともに、光導入窓、光出射窓をそれぞれ有する一対
の熱交換器を備え、キャリアガスにより真空チャンバ内
に供給された反応物質に対して前記光導入窓、光出射窓
を通してレーザ光を照射して反応を生じさせ、同位体分
離を行う装置であって、前記光導入窓と対向して集光器
を配置するとともに、不活性ガス供給手段を設け、光導
入窓、光出射窓における光強度は弱く、真空チャンバの
反応領域での光強度を強くするようにレーザ光を集光す
るとともに、前記熱交換器内へ不活性ガスを導入するよ
うにしたことを特徴とする。
本発明は、光導入窓と反応領域との間のガスを熱交換器
で凝縮することにより、光導入窓内面に汚れが付着しな
いようにして光導入窓材のしきい値の低下、光透過率の
低下を防止し、さらに熱交換器を設けて光導入窓を反応
領域から離れた位置に設置することにより、レーザ光を
集光したときに窓材の位置でのエネルギ強度を弱く、反
応領域でのエネルギ強度を強くすることにより光導入窓
の破壊を防止しつつ効率的な反応を生じさせることがで
きる。
で凝縮することにより、光導入窓内面に汚れが付着しな
いようにして光導入窓材のしきい値の低下、光透過率の
低下を防止し、さらに熱交換器を設けて光導入窓を反応
領域から離れた位置に設置することにより、レーザ光を
集光したときに窓材の位置でのエネルギ強度を弱く、反
応領域でのエネルギ強度を強くすることにより光導入窓
の破壊を防止しつつ効率的な反応を生じさせることがで
きる。
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はレーザ発生装
置、４はレーザ光、５は集光器、6aは光導入窓、6bは光
出射窓、7a、7bは熱交換器、８は反応領域、9a、9bはガ
スボンベである。
超音速ノズル、２は真空チャンバ、、３はレーザ発生装
置、４はレーザ光、５は集光器、6aは光導入窓、6bは光
出射窓、7a、7bは熱交換器、８は反応領域、9a、9bはガ
スボンベである。
図において、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、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。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方向に一組の熱交換器7a、7bが
配置されており、熱交換器7aの外側端面に光導入窓6a
を、熱交換器7bの外側端面に光出射窓7bをそれぞれ設け
て真空チャンバ中央部の反応領域８と光導入窓、光出射
窓との間に所定の距離を置くようにしている。各熱交換
器は真空チャンバ内に開口している。窓材としてはKC
l、KBr、NaCl、ZnSe等が使用される。熱交換器は液体チ
ッ素、フレオン等の冷媒が循環供給されて冷却されてお
り、真空チャンバから入ってきた反応物質をコールドト
ラップして窓材に付着しないようにしている。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、キセレン、ヘリウム等の不活性ガス
をガスボンベ9a、9bから供給し、熱交換器の開口を通し
て真空チャンバ内へ拡散していくようにしている。そし
て、光導入窓6aに対向して集光器５が配置され、レーザ
発生装置３からのレーザ光４が光導入窓6aを通してガス
流と直交して照射されるようになっている。
ル１が配置され、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。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方向に一組の熱交換器7a、7bが
配置されており、熱交換器7aの外側端面に光導入窓6a
を、熱交換器7bの外側端面に光出射窓7bをそれぞれ設け
て真空チャンバ中央部の反応領域８と光導入窓、光出射
窓との間に所定の距離を置くようにしている。各熱交換
器は真空チャンバ内に開口している。窓材としてはKC
l、KBr、NaCl、ZnSe等が使用される。熱交換器は液体チ
ッ素、フレオン等の冷媒が循環供給されて冷却されてお
り、真空チャンバから入ってきた反応物質をコールドト
ラップして窓材に付着しないようにしている。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、キセレン、ヘリウム等の不活性ガス
をガスボンベ9a、9bから供給し、熱交換器の開口を通し
て真空チャンバ内へ拡散していくようにしている。そし
て、光導入窓6aに対向して集光器５が配置され、レーザ
発生装置３からのレーザ光４が光導入窓6aを通してガス
流と直交して照射されるようになっている。
このような構成において、超音速ノズル１から真空チャ
ンバ２内へ噴出されたガス流に対して、レーザ発生装置
３からのレーザ光を集光器５、光導入窓6a、熱交換器7a
を介して反応領域に照射してガスと反応させる。真空チ
ャンバから熱交換器へガスが流入した場合、例えばUF6
が熱交換器内に入り込み、このとき熱交換器内が常温で
あった場合にはレーザ光と反応するために同位体選択性
が低下してしまうが、第１図の装置においてはガスは冷
却されて交換器の内壁に付着するので同位体選択性が低
下せず、しかも光導入窓に付着することはない。このこ
とは光出射窓に対しても同様である。また、ガスが非凝
縮性の場合にはガスボンベ9a、9bからレーザ光を吸収し
ない不活性ガスを供給し、真空チャンバ内へ拡散させる
ことにより熱交換器へ流入するのを防止する。こうし
て、ガスが凝縮性であっても、非凝縮性であっても光導
入窓、光出射窓の汚れを防止することがてきるので窓材
の破壊しきい値の低下、光透過率の低下を防止すること
がてきる。また、熱交換器を設けることにより光導入
窓、光出射窓と反応領域間に所定の距離を設け、光導入
窓と対向して設けた集光器により光導入窓、光出射窓に
おける光のエネルギ密度は小さく、反応領域でのエネル
ギ密度は大きくするように集光することにより、窓材の
破壊を防止し、しかも反応を促進させることができる。
ンバ２内へ噴出されたガス流に対して、レーザ発生装置
３からのレーザ光を集光器５、光導入窓6a、熱交換器7a
を介して反応領域に照射してガスと反応させる。真空チ
ャンバから熱交換器へガスが流入した場合、例えばUF6
が熱交換器内に入り込み、このとき熱交換器内が常温で
あった場合にはレーザ光と反応するために同位体選択性
が低下してしまうが、第１図の装置においてはガスは冷
却されて交換器の内壁に付着するので同位体選択性が低
下せず、しかも光導入窓に付着することはない。このこ
とは光出射窓に対しても同様である。また、ガスが非凝
縮性の場合にはガスボンベ9a、9bからレーザ光を吸収し
ない不活性ガスを供給し、真空チャンバ内へ拡散させる
ことにより熱交換器へ流入するのを防止する。こうし
て、ガスが凝縮性であっても、非凝縮性であっても光導
入窓、光出射窓の汚れを防止することがてきるので窓材
の破壊しきい値の低下、光透過率の低下を防止すること
がてきる。また、熱交換器を設けることにより光導入
窓、光出射窓と反応領域間に所定の距離を設け、光導入
窓と対向して設けた集光器により光導入窓、光出射窓に
おける光のエネルギ密度は小さく、反応領域でのエネル
ギ密度は大きくするように集光することにより、窓材の
破壊を防止し、しかも反応を促進させることができる。
なお、真空チャンバのガス流出側は図示しない分離装
置、例えば遠心分離装置等は接続されて解離を生じた反
応物質の分離が行われ、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。
置、例えば遠心分離装置等は接続されて解離を生じた反
応物質の分離が行われ、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。
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
同位体分離を行うことが可能であり、また、レーザ光が
照射される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
同位体分離を行うことが可能であり、また、レーザ光が
照射される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、光導入窓、光出射窓内面
に汚れが付着しないようにして窓材のしきい値の低下、
光透過率の低下を防止し、さらに、窓材の位置では弱い
エネルギ、反応領域では強いエネルギとなるように反応
領域と窓材とを離間させてレーザ光を集光し、照射する
ことにより窓材の破壊を防止しつつ効率的な反応を生じ
させることができる。
に汚れが付着しないようにして窓材のしきい値の低下、
光透過率の低下を防止し、さらに、窓材の位置では弱い
エネルギ、反応領域では強いエネルギとなるように反応
領域と窓材とを離間させてレーザ光を集光し、照射する
ことにより窓材の破壊を防止しつつ効率的な反応を生じ
させることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は従来の反
応装置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
ザ発生装置、４……レーザ光、５……集光器、6a……光
導入窓、6b……光出射窓、7a、7b……熱交換器、８……
反応領域、9a、9b……ガスボンベ。
応装置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
ザ発生装置、４……レーザ光、５……集光器、6a……光
導入窓、6b……光出射窓、7a、7b……熱交換器、８……
反応領域、9a、9b……ガスボンベ。
フロントページの続き (72)発明者 逢澤 俊彦 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 (56)参考文献 特公 昭61−10169（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許4119509（ＵＳ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】真空チャンバのガス流と交差する方向に真
空チャンバを介在して対向配置され、真空チャンバに対
してそれぞれ開口するとともに、光導入窓、光出射窓を
それぞれ有する一対の熱交換器を備え、キャリアガスに
より真空チャンバ内に供給された反応物質に対して前記
光導入窓、光出射窓を通してレーザ光を照射して反応を
生じさせ、同位体分離を行う装置であって、前記光導入
窓と対向して集光器を配置するとともに、不活性ガス供
給手段を設け、光導入窓、光出射窓における光強度は弱
く、真空チャンバの反応領域での光強度を強くするよう
にレーザ光を集光するとともに、前記熱交換器内へ不活
性ガスを導入するようにしたことを特徴とするレーザ同
位体分離における反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1207127A JPH0667455B2 (ja) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | レーザ同位体分離における反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1207127A JPH0667455B2 (ja) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | レーザ同位体分離における反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0372919A JPH0372919A (ja) | 1991-03-28 |
| JPH0667455B2 true JPH0667455B2 (ja) | 1994-08-31 |
Family
ID=16534645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1207127A Expired - Fee Related JPH0667455B2 (ja) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | レーザ同位体分離における反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0667455B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4119509A (en) | 1976-06-11 | 1978-10-10 | Massachusetts Institute Of Technology | Method and apparatus for isotope separation from a gas stream |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6110169A (ja) * | 1984-06-23 | 1986-01-17 | Toyota Motor Corp | 自動変速機のための油圧制御装置 |
-
1989
- 1989-08-10 JP JP1207127A patent/JPH0667455B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4119509A (en) | 1976-06-11 | 1978-10-10 | Massachusetts Institute Of Technology | Method and apparatus for isotope separation from a gas stream |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0372919A (ja) | 1991-03-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |