双频可调谐TEA CO_2激光器

使用双频激光进行分离同位素的研究,是激光分离同位素研究中的一种基本方法,而且较之单频激光分离同位素有着突出的优点。它可以将分离的阈值从单频法降低两个数量级,并且有较高的激光能量利用率。二氧化碳激光器,由于它的较高的效率和丰富的谱线而成为激光分离同位素研究中的一种重要器件。为适应分离同位素研究的需要,我们研制了双频TEA CO_2激光器.     

硅同位素的应用及分离研究进展

介绍了同位素纯硅材料的应用研究进展,综述了低温精馏法、激光法、气体离心法、化学交换法等方法在硅同位素分离领域的研究进展,分析了目前工业化过程分离硅同位素存在的问题,指出化学交换法将是实现硅同位素工业化分离的最优路径.     

激光原子法同位素分离中三维原子分布函数的计算

在激光同位素分离中 ,激光作用区内原子的密度和速度分布对分离过程有重要影响。目前 ,理论上对这个问题的研究还都限于二维情形。该文根据激光同位素分离装置中激光作用区原子密度较低的特点 ,在忽略原子碰撞的条件下给出了一种计算三维空间内原子速度分布函数的方法。利用该方法对小尺度蒸发实验进行计算所获得的结果在定性和定量上都与实验测量符合的很好。     

激光同位素分离能力表征与状态优化

在将传统铀分离工业中普遍采用的分离功率概念应用到激光分离装置的时候,分离功率的大小与供料和产品丰度有关,这给精料和贫料丰度不同的2个激光分离装置之间的分离能力比较带来问题.在充分考虑激光分离装置分离过程的基础上,该文提出一个称为折合分离功率的概念.使用折合分离功率指标不仅改进了不同激光分离装置分离能力比较的准确性问题,而且还可以用来优化激光同位素分离装置的工作状态.     

原子分子物理研究进展

总结和了原子与分子物理研究内容和最近发展，现在原子与分子物理研究成果已被广泛应用到新材料的原子与分子设计及气体激光器和激光同位素分离等多种技术中。     

金属原子二维平面蒸发动力学过程的数值模拟

金属蒸发产生原子束技术在材料科学、超导及光学器件,特别是原子激光同位素分离中得到充分应用。为分析激光分离同位素中电子枪加热金属高温蒸发过程中原子束的密度、速度及温度分布特性,采用由Ｂｏｌｔｚｍ ｍ ａｎ 方程而来的ＢＧＫ 方程,对长槽型坩埚的二维平面蒸发动力学过程进行数值模拟。着重研究了原子蒸气束空间自由蒸发的特性以及Ｋｎｕｄｓｅｎ 数（Ｋｎ 数）变化时,蒸气原子物理参数的变化。关于空间自由蒸发的研究结果与采用Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ 方法模拟的结果符合得很好。     

CO_2激光多光子离解三氟乙酸分离同位素氘

在本工作中,我们发现在强红外场中,三氟乙酸离解为CF_3H,CO_2,C_2F_4。及HF。以9.6—9.75μCO_2激光激励,其离解不具同位素选择性,而以10.126μ,及10.6μ激光激励时,却具明显的选择性,分离系数可达300以上。     

考虑电荷交换的RF共振离子引出方法的模拟

为较全面地了解 RF(radio frequency)共振离子引出方法的特性 ,使之更好地用于原子蒸气激光同位素分离(AVL IS) ,用 PIC- MCC方法对其进行了模拟。等离子体中带电粒子在电磁场中的运动用 PIC方法模拟 ,而各粒子间的碰撞用 Monte Carlo方法来模拟 ,碰撞类型主要考虑对目标同位素离子损失影响最大的电荷交换。模拟得出了离子引出时间和碰撞损失率与引出系统的各种参数之间的依赖关系。结果表明 ,为使目标同位素离子快速而低损耗地引出 ,应该采用较大的 RF共振电压幅度和较小的极板间距 ,并且采取措施增加电子温度 ;对于原子蒸气的密度的大小 ,则应在分离产率和碰撞损失率之间权衡。     

价值函数的物理意义

在铀同位素分离领域中，价值函数和分离功率是非常重要的物理量。半个世纪以来，价值函数得到广泛的应用，但其物理意义则未得到明确的解释。本文引入了同位素气体混合物中丰度分布的有序度的概念，并指出价值函数就是正比于同位素气体混合物中丰度分布的有序度的一个物理量，从而给出了价值函数和分离功率的明确的物理意义，并由此出发给出了多元同位素分离过程的价值函数和分离功率的表示式。     

分光镜法激光脉冲展宽器的研制

在激光分离同位素、激光化学、激光导星（人造星）技术等领域,为了提高脉冲激光的利用效率,需将激光脉冲展宽。介绍了各种光学方法展宽激光脉冲的基本原理,并对由分光镜和反射镜组成的激光脉冲展宽器进行了具体的实验研究,这种展宽器被设计成将脉宽为２０～２５ｎｓ的染料激光脉宽展宽１倍左右。它把原始脉冲分成４个独立的子脉冲,每个子脉冲的幅值是原始脉冲的１／４,但时间序列相继延迟７～１０ｎｓ,然后通过合光镜把这些子脉冲首尾相接堆积成一个脉冲。实验结果表明,脉冲持续时间可增加２０～３０ｎｓ,在波长为５７０～６００ｎｓ的染料激光能量转换效率达８０％以上,对某些波长的能量转换效率甚至超过９０％。     

高丰度硅-28同位素的分离技术

同位素纯硅片具有特殊的物理性质,在信息技术领域有着非常广阔的应用前景。为获得高丰度28Si,利用国产的高速气体离心机,选择SiF4作为分离的工作介质,对硅同位素进行了离心分离实验。通过单机分离实验,调整气体离心机的有关参数,摸索出适合级联分离的单机参数,同时得到气体离心机分离硅同位素的单位质量数的全分离系数γ0。利用由4台离心机组成的级联,经过6个阶段的分离,得到了28Si丰度达到99.5%的样品。实验结果表明,离心法分离硅同位素是完全可行的。     

多组分同位素离心分离的简化计算

本文从多组分同位素的扩散方程出发，推导了多组分同位素离心分离径向平均丰度的丰度方程。用迭代法结合流场近似解数值模拟了４组分同位素ＵＦ６和ＳＦ６的丰度分布，并估算了同位素单位摩尔质量差下的全分离系数。同时还分析了同位素间相对全分离系数与其摩尔质量差的关系及离心机流场近似解中一些参数的取值问题。     

激光感生荧光法测量金属原子蒸气横向速度分布

了解原子蒸气的密度、速度和温度分布对提高原子法激光分离同位素 (AVL IS)的分离效率起着重要作用。该实验采用激光感生荧光法和高灵敏度的线阵 CCD测量了线源蒸发钆金属原子蒸气的横向速度分布。通过实验证实了在线源蒸发的情况下 ,原子蒸气横向平均速度随横轴线性增加 ,横向速度分布近似服从 Maxwell分布。离蒸发对称面越远横向速度分布的半宽度越大 ,这表明离蒸发对称面越远原子热运动越激烈。而原子束横向平均速度随电子枪加热功率增加而增加 ,并且趋向于一饱和值。这是由于原子束平均速度取决于蒸发表面的温度 ,而液面温度随电子枪功率增加是有限的。     

多元分离矩形级联最佳供料位置的确定

多元同位素分离理论是稳定同位素分离的理论基础。矩形级联具有机器种类少，连接简单等特点，适合分离种类多，小规模生产的稳定同位素。用矩形级联分离多元同位素，在外界参数不变的情况下，改变供料位置，目标同位素的产品丰度有较大差别，这就要求选择最佳供料位置使产品丰度最高。从推导二元小分离系数短矩形级联的最佳供料位置出发，分析了当分离系数增大及级联加长时供料位置的变化趋势，并通过求解非定常态多元分离级联丰度非线性方程组，得出多元分离的最佳供料位置的变化趋势及最佳供料级入口丰度和供料丰度之间的关系     

考虑碰撞的二维离子引出过程的数值模拟

为研究各因素对原子蒸气激光同位素分离（ＡＶＬＩＳ）中离子引出特性的影响,采用二维流体理论电子平衡模型分析计算了引出过程中外加恒定电磁场和电子温度等因素对离子引出特性（引出时间、碰撞损失率）的影响。粒子间的碰撞主要考虑同位素离子和原子间的共振电荷转移,用碰撞截面来处理。数值计算结果表明,外电场和电子温度对离子引出特性影响较大。外电场强,电子温度高,则引出时间短,碰撞损失亦小。而一定的恒定磁场对引出特性影响很小。     

极化原子束磁偏转—一种新的激光同位素浓缩方法

一种新的激光同位素浓综方法－极化原子束磁偏转浓缩同位素方法，经实验验证是可行的，并已观察到碱元素Ｌｉ，Ｒｂ和稀土元素Ｅｕ的同位素浓缩效果。     

激光分离同位素

一、引言稳定同位素(包括铀同位素)的分离在原子能科学技术、国防工业中具有极为重要的意义。然而,分离同位素、特别是分离铀同位素却是非常困难的。例如目前国外分离U~(235)-U~(238)的方法是用气体扩散法或超离心法。但是气体扩散法的分离系数很小,仅为1.0043,故需要上千级以上的级联装置,同时需要大量的压缩机,故耗电量多、成本昂贵。超离心法虽然分离系数可达1.05,但需要每分钟数万转的超高速离心机,因此对离心机材料和结构要求很高、制造困难、寿命较短,招致很高的运行和维修费用。所以国外还一直致力研究过其它的各种方法,但至今均未见有很大成效。     

红外激光诱导的表面化学(Ⅱ)——用TEACO2激光诱导的NH3的光化学

<正> 近年来,NH3的光化学仍然是深受注意的研究课题。而且,引入催化表面后的激光化学也做了若干探索性工作。这些研究除了与探索同位素分离的新方法有关外还有其他的科学目的。C.T.Lin所做的NH3与O2的光化学,以TEACO2激光照射样品,一次照射即得到了强烈地可见闪光。这予示了一个很有潜力的激光诱导的化学反应。Y.T.Lee以NH3分子光束电离的方法,研究了NH3中的质子转移过程。这对于化学和生物化学是极有兴趣的。S.G.Cheskis等人以染料激光研究了有氧存在的条件下,NH3的紫外闪     

直接蒙特卡罗法模拟高温金属原子蒸发

蒸发产生的原子束在很多科技领域获得广泛应用。特别是在原子法激光分离同位素工程中，铀原子蒸气的空间分布（如密度分布、温度分布、速度分布等）是分离器优化设计的重要依据之一。采用直接蒙特卡罗方法模拟了真空室内高温金属的蒸发动力学过程，得到了二维空间内原子蒸气流各物理量的空间分布规律，并给出了相应的物理解释。其中原子蒸气的横向平均速度分布的模拟结果与实验结果吻合很好。     

碳稳定同位素的分离

简要说明了^13C同位素的用途。详细论述了碳稳定同位素的各种分离方法，并对各种方法进行了分析与展望。