JPS63126530A - 同位体分離装置 - Google Patents

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） 本発明はレーザ法によりウラン等の全屈原子同位体を連
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） ウラン等の全屈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ぎく、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
ランガス等を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（ブて電子ビ
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って電離したイオン化原子
ビーム６を吸着する接地電極９ａ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捕集プレー１・
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ｅ−ムロに向けて、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
極つと陰電極１０の間の電界の作用を受けないので、そ
のまま直進し、中性原子捕集プレー１へ１１に収集され
、これによっ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内の金属原子原石２は加熱溶解
によって蒸発するので次第に減少する。

従って、るつぼ３内の金属原子原石が無くなると、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
原子原石２を補給しなければならなかった。

（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（プればならず、連続運転
ができない上、金属原子原石の補給後、分離セル１内を
再度所定の真空度にまで真窒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
ネックとなっていた。

［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Ｉ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
機構を設り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お、いては、分離セル
の真空を解除することなく、分離レル内のるつぼ中へ金
屈原子原おｌ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かできる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。なお、
第４図におけると同一部分には同一の符号を付しである
。

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
料ペレット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おいては、駆動機構２
４によって押し棒２３を往復動させれば、その先端によ
って収納部２１の原料ペレット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。

従って、るつぼ３へ原料ペレット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
動率を向上させることかできる。

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、原石供給機構の基台部
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２
７との間を移動できるようにしたものである。

この場合、原石供給機構２０内の原料ペレット２′がな
くなった時は真空分離室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２７内の真空を解除して原料供給機構
２０の収納部２］に原料ペレット２′を収納し、しかる
後、上記と逆の手順で原料供給機＠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内へ原料ペレット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２Ｑの収納部に
原料ペレット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ット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
るつぼ３ａ、３ｂおよびそれらに付属する電子銃、選択
励起レーザ、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
図におりると同様に、原料供給機構２０ａ、２０ｂ、真
空遮断弁２６ａ。

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。

［発明の効果コ 上述の如く、本発明の同位体分離装置によれば原料供給
機構から定母的に原料ペレットをるつぼ内に補給できる
ので、るつぼ内の金屈原子原斜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
の稼動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、原石供給機構をこれらの分離セルと真空弁＠至の間
に可動的に設置した場合には、人容最の分離セルの真空
を解除することなとく、小容量の真空弁ｉＩｔ至内の真
空を解除するのみで、原石供給機構に原１′３１ペレッ
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・・・・・・・・・金屈原子原利 ３．３ａ、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・・・・・・・・・中性原子捕集プレート２０．２
０ａ、２０ｂ・・・・・・原石供給機構２１・・・・・
・・・・収納部 ２２・・・・・・・・・ガイド ２３・・・・・・・・・真空分離室 ２４・・・・・・・・・駆動機構 ２５・・・・・・・・・基台部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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. （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. （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。