Separación de isótopos por láser molecular
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La separación de isótopos por láser molecular ( MLIS ) es un método de separación de isótopos en el que se utilizan láseres especialmente sintonizados para separar isótopos de uranio mediante ionización selectiva de transiciones hiperfinas de moléculas de hexafluoruro de uranio . Es similar al AVLIS . Su principal ventaja sobre el AVLIS es el bajo consumo de energía y el uso de hexafluoruro de uranio en lugar de uranio vaporizado. El MLIS fue concebido en 1971 en el Laboratorio Nacional de Los Álamos .
El MLIS funciona 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 UF6 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 enfriarse por expansión a través de una boquilla de Laval supersónica . También se incluye un gas depurador (por ejemplo, metano ) en la mezcla para unirse a los átomos de flúor después de que se disocian del UF6 e inhiben su recombinación con el producto UF5 enriquecido .
En la primera etapa, la corriente expandida y enfriada de UF6 se irradia con un láser infrarrojo que opera a la longitud de onda de 16 μm. Luego, la mezcla se irradia con otro láser, ya sea infrarrojo o ultravioleta, cuyos fotones son absorbidos selectivamente por el 235UF6 excitado , lo que provoca su fotólisis a 235UF5 y flúor . [1] El UF5 enriquecido resultante forma un sólido que luego se separa del gas por filtración o un separador ciclónico . El UF5 precipitado se enriquece relativamente con 235UF5 y, después de la conversión nuevamente a UF6 , se alimenta a la siguiente etapa de la cascada para enriquecerse aún más .
El láser para la excitación es generalmente un láser de dióxido de carbono con una longitud de onda de salida desplazada de 10,6 μm a 16 μm; el láser de fotólisis puede ser un láser excimer XeCl que funciona a 308 nm, sin embargo, en las implementaciones existentes se utilizan principalmente láseres infrarrojos. [ cita requerida ]
El proceso es complejo: se forman muchos compuestos UFx mixtos que contaminan el producto y son difíciles de eliminar. Estados Unidos , Francia , Reino Unido , Alemania y Sudáfrica han informado de la finalización de sus programas MLIS; sin embargo, Japón todavía tiene un programa a pequeña escala en funcionamiento. [ cita requerida ]
La Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth de Australia ha desarrollado el proceso de separación por láser pulsado SILEX . GE, Cameco y Hitachi están actualmente involucrados en su desarrollo para uso comercial. [ cita requerida ]
Véase también
- Separación de isótopos mediante láser de vapor atómico
- Comisión Australiana de Energía Atómica
- Calutrón
- Ciclo del combustible nuclear
- Energía nuclear
Referencias
Enlaces externos
- Enriquecimiento de uranio mediante separación de isótopos por láser
- Reed J. Jenson, O'Dean P. Judd y J. Allan Sullivan Separación de isótopos con láseres Los Alamos Science vol. 4 , 1982.
- Artículo en el New York Times (20 de agosto de 2011) sobre los planes de General Electric para construir una instalación comercial de enriquecimiento láser en Wilmington, Carolina del Norte, EE. UU. [1]
- Información sobre el sílex
