Isotopisk separasjon med laser på atomdamp

Den atomære damp laser isotopseparasjon (AVLIS) (på engelsk , AVLIS, atomdampen laser isotop-separasjon) er en teknikk der en laser tilgjengelig benyttes for separering av isotoper av uran , ved hjelp av ionisering ved selektiv overgang hyperfin .

SILVA-prosessen har som karakteristikk en god energieffektivitet, sammenlignbar med gass- ultrasentrifugering , en høy separasjonsfaktor og et lite volum radioaktivt avfall .

En lignende inspirert teknologi er isotopisk separasjon av molekyler ved hjelp av laser (MLIS), som er basert på molekyler i stedet for atomdamp.

Industrialisering

Forskning på uranberikelsesprosessen med laser ble utført fra midten av 1980-tallet, parallelt i USA (Avlis-programmet), i Frankrike (Silva-programmet - Isotopisk separasjon med laser fra atomdamp) og i Japan, med sikte på å utvikle en teknologi som er mer konkurransedyktig og bruker mindre energi enn gassdiffusjon.

Prosessen er fortsatt under utvikling i noen få land. Det representerer en spesifikk utfordring for internasjonale ikke-spredningskontroller.

I Frankrike ble SILVA utviklet av CEA fra 1980 til 2004. COGEMA samfinansierte CEA-forskning fra 1993 til 2002. 200 kilo beriket uran med betydelig isotopinnhold ble produsert inovember 2003, med omtrent ett tonn utarmet uran oppnådd parallelt.

I USA, i det som var den største teknologioverføringen i amerikansk historie, ble AVLIS-prosessen overført til United States Enrichment Corporation ( USEC ) for kommersiell utnyttelse. Imidlertid, etter å ha investert hundre millioner dollar i det, kunngjorde USEC (9. juni 1999) at hun stoppet dette programmet.

Vi vet nå at Iran hadde et hemmelig SILVA-program. Imidlertid hevder Iran å ha forlatt det siden det ble oppdatert i 2003.

Prinsipp

Absorpsjonsspektrene til U-235 og U-238 er litt forskjellige på grunn av den hyperfin strukturen . For eksempel er absorpsjonstoppen for U-238 502,74 nanometer, mens den for U-235 er 502,73 nm. SILVA-prosessen bruker avstemelige lasere, hvis frekvens kan justeres nøyaktig, slik at bare U-235 absorberer fotoner, noe som fører til eksitasjon av atomet og dets ionisering ved fotoelektrokjemisk effekt .

SILVA-prosessen består av en fordamper og en samler, og et lasersystem. Fordamperen produserer en strøm av urangass. Enheten som vanligvis brukes, er to-trinns, og bruker lasere med tre forskjellige frekvenser (tre farger) for å ionisere U-235:

U-235 blir selektivt begeistret av laseren og ioniserer. Ionene blir deretter avbøyd til en samler, mens de nøytrale U-238 damppassene går gjennom enheten uten å bli avbøyd.

Merknader og referanser

  1. (i) Leo J. Radziemski, Richard W. Solarz og Jeffrey A. PAISNER , "Resonance photoionization spektroskopi" i Laser Spectroscopy og dets programmer , Marcel Dekker, New York,1986
  2. (i) Petr A. Bokhan Vladimir V. Buchanov et al. , Laserisotopseparasjon i atomdamp , Wiley-VCH, Berlin,2006( ISBN  3-527-40621-2 , leses online )
  3. Avslutning av studier om uranberikelsesprosessen av SILVA laser , CEA- pressemelding 11. januar 2004.
  4. Charles D. Ferguson og Jack Boureston , “  Laser Enrichment: Separation Angx ,  ” Council on Foreign Relations ,Mars-april 2005( les online , konsultert 22. november 2010 )
  5. "  Avslutning på studier av uranberikelsesprosessen av SILVA laser  " , på www.futura-sciences.com ,11. januar 2004(åpnet 2. juni 2011 )
  6. Charles D. Ferguson og Jack Boureston , "  Focusing on Iran's Laser Enrichment Program  " [PDF] , FirstWatch International ,17. juni 2004(åpnet 22. november 2010 )
  7. Paul Rogers, “  Irans kjernefysiske aktiviteter  ”, Oxford Research Group ,Mars 2006( les online , konsultert 22. november 2010 )
  8. "  " Vedlegg 3 ": Liste over skal rapporteres til IAEA  " , Iraqwatch.org,1 st mars 2006(åpnet 22. november 2010 )
  9. FJ Duarte og LW Hillman (red.), Dye Laser Principles (Academic, New York, 1990) Kapittel 9.
  10. CE Webb , kraftige fargelasere pumpet av kobberdamplasere, i High Power Dye Lasers , FJ Duarte (red.) (Springer, Berlin, 1991) Kapittel 5.
  11. FJ Duarte, avstembare lasere for isotopseparasjon av atomdamplaser: det australske bidraget, Australian Physics 47 (2), 38-40 (2010).

Se også

Interne lenker

Eksterne linker