«Лазерное и магнитное воздействие при получении изотопов и очистке веществ»

Цель: Установление и исследование селективных по изотопам физико-химических процессов при лазерном или магнитном возбуждении смесей изотопов, находящихся в газах, растворах или плазме.

Задачи:

• Активация изотопно-селективных плазмохимических процессов лазерным, микроволновым и магнитным воздействиями.
• Формирование обогащенных по изотопам кристаллов при резонансном лазерном или микроволновом воздействии на среду, находящейся во внешнем магнитном поле.
• Увеличение эффективности ионообменных и электродиализных процессов с помощью внешнего магнитного поля.

Методы исследований, включая краткое описание приборной базы

Общими для всех исследований является наличие внешнего магнитного поля. При этом облучение смеси резонансными потоками лазерного или микроволнового излучений увеличивает эффект разделения изотопов.
Первое направление связано с использованием процессов в плазмообразующей смеси из нескольких изотопов. В низкотемпературной плазме разделяемая смесь изотопов атомизируется, участвует в селективной по изотопам химической реакции. Разделение изотопов происходит за счет протекания физико-химических процессов, с управляемыми целенаправленно скоростями, и формирования газовой и конденсированной фаз из исходных реагентов и продуктов реакции. Формируются 2 фазы с разным содержанием изотопов, отличным от их соотношения в первоначальной смеси.
Экспериментально показано, что воздействие резонансным излучением позволяет выращивать моноизотопные кристаллы в магнитном поле. Для каждого кристалла (обогащаемого изотопа) необходимо оптимизировать: температуру раствора, резонансную частоту и величину магнитного поля.
Увеличение эффективности ионообменных и электродиализных процессов с помощью внешнего магнитного поля может быть связано: с увеличением скорости обмена между раствором и смолой, увеличением скорости ионов в смоле, уменьшением степени поляризации мембраны. Эти процессы требуют дальнейших исследований.
Для проведения НИР имеются: высокочастотные и дуговые источники плазмы, перестраиваемый лазер LF-117, постоянные магниты с высокой остаточной намагниченностью, спектрометры, измерительная аппаратура и стабилизированные блоки питания.

Перспективы (потенциальные возможности):

С развитием технологий потребность в стабильных изотопах возрастает. Ядерные отходы при разделении на изотопы с разным периодом распада требуют меньших затрат на содержание. Направление исследований связано с разработкой инновационных энергоэффективных методов разделения изотопов.