جداسازی ایزوتوپ لیزر مولکولی

جداسازی ایزوتوپ لیزر مولکولی (MLIS) روشی برای جداسازی ایزوتوپ است که در آن از لیزرهای تنظیم شده برای جداسازی ایزوتوپ های اورانیوم با استفاده از یونیزاسیون انتخابی انتقال های فوق العاده ریز مولکول های هگزا فلوراید اورانیوم استفاده می شود. شبیه AVLIS است. مزیت اصلی آن نسبت به AVLIS مصرف کم انرژی و استفاده از هگزا فلوراید اورانیوم به جای اورانیوم بخار شده است.

MLIS در سال 1971 در آزمایشگاه ملی لوس آلاموس متولد شد.

MLIS ، مانند فرآیند انتشار گاز ، در تنظیم آبشار کار می کند. به جای اورانیوم بخار شده مانند AVLIS ، محیط کار MLIS هگزافلورید اورانیوم است که برای بخار شدن به دمای بسیار پایین تری نیاز دارد. گاز UF6 با یک گاز حامل مناسب مخلوط می شود (یک گاز نجیب شامل مقداری هیدروژن) که به مولکول ها اجازه می دهد پس از خنک شدن از طریق نازل مافوق صوت de Laval در فاز گازی باقی بمانند. یک گاز پاک کننده (به عنوان مثال متان) نیز در مخلوط گنجانده شده است تا پس از جدا شدن از UF6 و مهار ترکیب مجدد آنها با محصول غنی شده UF5 ، با اتمهای فلوئور متصل شود. در مرحله اول جریان منبسط شده و خنک شده UF6 با یک لیزر مادون قرمز که در طول موج 16 میکرومتر کار می کند ، تابش می یابد. سپس این مخلوط با لیزر دیگری ، مادون قرمز یا فرابنفش ، که فوتون های آن به طور انتخابی توسط 235UF6 تحریک شده جذب می شود ، تابانده می شود و باعث فوتولیز آن به 235UF5 و فلورین می شود. غنی شده UF5 حاصل ماده جامدی را تشکیل می دهد که سپس با فیلتراسیون یا جدا کننده سیکلون از گاز جدا می شود. UF5 رسوب شده با 235UF5 نسبتاً غنی شده و پس از تبدیل مجدد به UF6 به مرحله بعدی آبشار منتقل می شود تا بیشتر غنی شود. لیزر تحریک معمولاً لیزر دی اکسیدکربن است که طول موج خروجی از 10.6 میکرومتر به 16 میکرومتر منتقل می شود. لیزر فوتولیز ممکن است یک لیزر اکسایمر XeCl باشد که در 308 نانومتر کار می کند ، لیزرهای مادون قرمز بیشتر در پیاده سازی های موجود استفاده می شوند.

این فرآیند پیچیده است: بسیاری از ترکیبات مخلوط UFx ایجاد می شوند که محصول را آلوده می کنند و حذف آنها دشوار است. ایالات متحده ، فرانسه ، انگلستان ، آلمان و آفریقای جنوبی خاتمه برنامه های MLIS خود را گزارش داده اند ، با این حال ژاپن هنوز یک برنامه مقیاس کوچک در حال اجرا است.

سازمان تحقیقات علمی و صنعتی مشترک المنافع در استرالیا روند جداسازی لیزر پالسی SILEX را توسعه داده است. در حال حاضر جنرال الکتریک ، کامکو و هیتاچی در توسعه آن برای استفاده تجاری مشارکت دارند.