La separación de isótopos por láser molecular ( MLIS ) es un método de separación de isótopos , en el que se utilizan láseres especialmente ajustados para separar isótopos de uranio mediante la ionización selectiva de transiciones hiperfinas de moléculas de hexafluoruro de uranio . Es similar a AVLIS . Su principal ventaja sobre AVLIS es el bajo consumo de energía y el uso de hexafluoruro de uranio en lugar de uranio vaporizado.
MLIS fue concebido en 1971 en el Laboratorio Nacional de Los Alamos .
MLIS opera en una configuración en cascada , como el proceso de difusión gaseosa . En lugar de uranio vaporizado como en AVLIS, el medio de trabajo del MLIS es hexafluoruro de uranio, que requiere una temperatura mucho más baja para vaporizarse. El gas UF 6 se mezcla con un gas portador adecuado (un gas noble que incluye algo de hidrógeno ) que permite que las moléculas permanezcan en la fase gaseosa después de ser enfriadas por expansión a través de una boquilla supersónica de Laval . También se incluye un gas eliminador (por ejemplo, metano ) en la mezcla para unirse con los átomos de flúor después de que se disocian del UF 6.e inhibir su recombinación con el producto UF 5 enriquecido . En la primera etapa, la corriente expandida y enfriada de UF 6 se irradia con un láser infrarrojo que opera a la longitud de onda de 16 µm. A continuación, la mezcla se irradia con otro láser, infrarrojo o ultravioleta, cuyos fotones son absorbidos selectivamente por el 235 UF 6 excitado , provocando su fotólisis a 235 UF 5 y flúor . [1] El UF 5 enriquecido resultante forma un sólido que luego se separa del gas por filtración o un separador ciclónico . El UF 5 precipitado está relativamente enriquecido con 235 UF 5 y, después de la conversión de nuevo a UF 6 , se alimenta a la siguiente etapa de la cascada para enriquecerse más. El láser para la excitación suele ser un láser de dióxido de carbono con una longitud de onda de salida cambiada de 10,6 µm a 16 µm; el láser de fotólisis puede ser un láser excímero Xe Cl que funciona a 308 nm, sin embargo, los láseres infrarrojos se utilizan principalmente en implementaciones existentes.
El proceso es complejo: se forman muchos compuestos mezclados de UFx que contaminan el producto y son difíciles de eliminar. El Estados Unidos , Francia , Reino Unido , Alemania y Sudáfrica han informado de la terminación de sus programas de MLIS, sin embargo Japón aún tiene un programa de pequeña escala en la operación.
La Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth en Australia ha desarrollado el proceso de separación por láser pulsado SILEX . GE, Cameco e Hitachi están actualmente involucrados en su desarrollo para uso comercial. Información de Silex
Ver también
- Separación de isótopos por láser de vapor atómico
- Comisión Australiana de Energía Atómica
- Calutron
- Ciclo del combustible nuclear
- La energía nuclear
Referencias
- ↑ Makarov, Grigorii N. (1 de julio de 2015). "Métodos de baja energía de separación de isótopos por láser molecular" . Física-Uspekhi . 58 (7): 670–700. doi : 10.3367 / UFNe.0185.201507b.0717 . ISSN 1063-7869 .
enlaces externos
- Enriquecimiento de uranio por separación de isótopos por láser
- Reed J. Jenson, O'Dean P. Judd y J. Allan Sullivan Separando isótopos con láseres Los Alamos Science vol.4 , 1982.
- Artículo en New York Times (20 de agosto de 2011) sobre los planes de General Electric para construir una instalación comercial de enriquecimiento por láser en Wilmington, Carolina del Norte, EE. UU. [1]