Физическая энциклопедия - лазерное разделение изотопов

разделение изотопов, основанное на изотопич. сдвиге уровней энергии атомов и молекул и использовании резонансного воздействия лазерного излучения. Интенсивное монохроматическое излучение лазера, вызывая переходы между соответствующими энергетич. уровнями атомов и молекул, переводит молекулы, к-рые содержат выбранный изотоп или его атомы, в возбуждённое состояние вплоть до их ионизации или диссоциации молекул. После этого становится возможным отделение возбуждённых атомов и молекул различными физ. (напр., ионы электрическим полем) или хим. методами. Для обеспечения эффективности процесса разделения необходимо, чтобы резонансные переходы были достаточно узкими и чтобы скорость извлечения изотопа была больше, чем скорость передачи возбуждения др. изотопам. Поэтому для Л. р. и. удобны газообразные в-ва, в спектрах к-рых изотопич. сдвиг больше уширения спектральных линий. Селективность и коэфф. разделения увеличиваются при уменьшении плотности газа или использовании молекулярных и атомных пучков, но при этом уменьшается производительность.

Т. о., в методе Л. р. и. возникает та же проблема, что и в традиц. методах изотопов разделения: чем больше коэфф. разделения, тем меньше производительность. Сформировались две осн. схемы Л. р. и.многоступенчатая и одноступенчатая. В многоступенчатой схеме атомы или молекулы резонансным излучением лазера переводятся в возбуждённое состояние, из к-рого под действием др.

лазеров они ионизируются или молекулы диссоциируют. Величина квантов излучения второго лазера должна быть меньше энергии ионизации атома или диссоциации молекулы или энергии молекулы в невозбуждённом состоянии. Процессы второй ступени должны происходить быстрее, чем передача возбуждения др. изотопам. Это означает, что источники излучения должны быть достаточно мощными.

На второй ступени возможно применение и нелазерных источников возбуждения: импульсных газоразрядных ламп, электрич. поля и т. п. В одноступенчатой схеме Л. р. и. мощное лазерное излучение вызывает фиксируемое изменение свойств атомов или молекул при переходе сразу из осн. состояния. В этих случаях для отделения возбуждённых молекул необходимо использовать вз-ствия, энергия к-рых сравнима с величиной кванта возбуждения, напр. вз-ствия на границе раздела фаз. .