【鐳射同位素分離閃耀著新的光芒】

八方

【鐳射同位素分離閃耀著新的光芒】

 

在美國的物理學家提出了利用其電子的能量水準上的細微差異的分離核同位素的新方法。

節能型分離器用於創建同位素純鋰-7，用於一些核反應爐。

團隊正在開發各種同位素在科學、 工程和醫學中使用的技術。

只是一般的分離同位素方法是電磁型，在提煉濃縮鈾的原子炸彈第二次世界大戰期間被發明了。

電磁型是本質上是一個迴旋加速器，同時他們利用磁場偏轉加速到極高能量的離子。

偏轉較輕同位素的同一個原子分數超過較重的同位素，允許他們將被分離。

然而，設備使用大量的能源 — — 由 terajoule 產生一克純的同位素 — — 製作過程非常昂貴。

特定的進程已經得到發展，以隔離某些同位素鈾，現在豐富使用氣體離心機等。

美國關閉其最後的大型電磁型于 1998 年，和許多同位素世界現在依靠在俄羅斯追溯到 20 世紀 50 年代的設備。

轉移同位素

在 2012 年Mark Raizen和德克薩斯大學在 Austin 布魯斯 Klappauf 提出基於光抽運的電磁型的替代方法，鐳射光的變化的原子回應磁方式，欄位 （參見"同位素分離用輕觸碰"）。

不同的同位素的同一個原子都略有不同的電子能級： 稱為"同位素轉移"效應。

其結果是，合適的波長鐳射將導致電子躍遷，在一特定同位素，但不是在別人。

可以選擇同位素的最終狀態，以便原子在一個特定的方向偏轉，當它穿過一個磁場，從而使同位素分離。

雖然這項技術已經得到證明，生產的數量是工業用途來說太小了。

現在，總部設在美國的團隊建立了一種機器，可以生產大批量的同位素和已經用它來分離鋰-7，由核電行業使用。

而自然發生鋰主要是鋰-7，它還包含約 7.5%鋰-6。

氫氧化鋰用作防腐養生壓的水核反應爐中的一部分。

在那裡，它被暴露中子，從而鼓勵鋰-6 衰變到如果它逃入環境將是一種嚴重危害的氫的放射性同位素。

分離技術始于蒸發鋰，然後發射 150 兆瓦紅色鐳射，蒸汽。

這使得鋰-6 原子進入一種興奮的狀態 — — 一個被稱為"光抽運"的過程 — — 而非接觸式鋰-7。

蒸汽然後通過彎曲的分庭，內襯採用永久磁鐵的外邊緣上發送。鋰-7 是擊退由磁鐵和偏轉，走出會議廳就收集的地方。

同時，鋰-6 是偏轉磁鐵上，阻止離開會議廳。

製作醫用同位素

其結果是 99.97%純鋰-7 — — 這是不夠好，可以用於在壓的水反應堆。

Raizen 認為淨化鋰-7 克的能源成本將是至少 250 倍較少比與電磁型，可能高達 1000年倍較少。

他現在已經開始開發工業版本的機器，主要以生產醫用同位素的非營利基金會。

保羅 · 德納塔爾的非線性光譜在義大利佛羅倫斯舉行的歐洲實驗室說，現在還怎麼光抽運的另一個例子是最初表現于 1950 年，已顯示出其可用於實際工業過程。

他警告說，製作技術工作以外鋰的原子不會是微不足道的任務： 對於每個新的類型的原子，科學家們必須尋找合適的電子躍遷和合適的鐳射源。

然而，他補充說考慮鐳射源在近年來的巨大進步，它是更多或更少總是可能現在找到正確的鐳射源右邊的條件下。

這項研究發表在自然物理.

關於作者

Tim Wogan 是一個總部設在英國的科學作家

 

 

引用：http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=&to=zh-CHT&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2014%2Fjun%2F30%2Flaser-shines-a-new-light-on-isotope-separation