Разделение различных изотопов одного и того же химического элемента: .разделение с использованием двух и более способов, отнесенных к подгруппам  ,59/02, ,59/10, ,59/20,  ,59/22, ,59/28, ,59/34, ,59/36, ,59/38 и  ,59/44 – B01D 59/50

Изобретение относится к разделению изотопов на основе селективной фотоионизации лазерного излучения и может быть использовано при производстве редких изотопов в целях их применения в приборостроении, биологических исследованиях и радиационной медицине. Устройство для извлечения и сбора ионов изотопов из плазмы включает подключенные к высоковольтному источнику постоянного тока два электрода, один из которых является анодом, а второй - катодом, кожух с входной щелью, съемный сборник ионов целевого изотопа, размещенный на внутренней поверхности кожуха, и защитный козырек, укрепленный на внешней поверхности кожуха вдоль кромки входной щели. При этом кожух выполнен из проводящего материала и является анодом, катод расположен внутри кожуха. Конфигурацию электродов выбирают с возможностью расположения области между электродами вне зоны образования плазмы. Изобретение позволяет повысить эффективность сбора ионов целевого изотопа и увеличить степень обогащения получаемого целевого изотопа за счет исключения засорения коллектора исходной смесью изотопов. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к химической, нефтехимической, ядерной промышленности и медицине и может быть использовано для получения криптона, ксенона, дейтерия, трития, гелия-3. Изобретение предусматривает дополнительное термостатирование потока концентрата тяжелых целевых компонентов, потока фракции низкокипящего целевого компонента, потока фракции высококипящего целевого компонента перед подачей в соответствующие колонны, облучение вышеназванных потоков ионизирующим излучением с получением в них изотопов легких элементов и тяжелых нуклидов, очистку потоков в дополнительных блоках очистки, концентрирование тяжелых нуклидов ректификацией в потоке высококипящих примесей с выделением изотопов легких элементов посредством ректификации из потока отдувочных газов продукционной колонны низкокипящего целевого компонента, потока отдувочных газов продукционной колонны высококипящего компонента и потока низкокипящих примесей. Предложенные способ и устройство позволяют увеличить чистоту и безопасность продукционных целевых компонентов, а также повысить экономичность. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способам обогащения газовых или изотопных смесей в газовых центрифугах и к конструкции таких центрифуг. Во вращающуюся камеру вводят газовую или изотопную смесь, включающую газ или изотоп, который должен быть обогащен. Вращающуюся смесь облучают излучением с длиной или частотой волны, характерной для атомного или молекулярного спектра поглощения выбранного газа или изотопа, вызывающим изменение температуры выбранного газа или изотопа. Выводят обогащенную и обедненную фракции из вращающейся камеры. Облучение выполняют излучением от флюоресцентной лампы, лазера или светодиода. Для осуществления способа используют центрифугу с полым ротором, содержащим камеру, внутри которой установлены устройства для ввода газовой смеси в камеру, устройства для вывода из камеры обогащенной и обедненной фракции и устройство для облучения вращающейся смеси излучением с длиной волны или частотой, характерной для атомного или молекулярного спектра поглощения выбранного изотопа, вызывающим изменение температуры выбранного газа или изотопа. Способ и устройство позволяют повысить эффективность работы центрифуг в непрерывном процессе обогащения. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение может быть использовано в ядерной физике. Создают пучок атомов таллия, например, нагревом металлического таллия в испарительной камере до 600-660°С. Равновесное давление паров таллия 1-10 Па. Одновременно зажигают газовый разряд, посредством которого проводят первую стадию возбуждения атомов таллия - в метастабильное состояние, формируя пучок атомов таллия в возбужденном метастабильном состоянии. Затем приступают к реализации второй стадии возбуждения - лазерным изучением. Стадию возбуждения лазерным излучением проводят в две следующие друг за другом ступени. На первой ступени атомы таллия, находящиеся в возбужденном метастабильном состоянии, лазерным излучением с длиной волны, например, 535 нм, возбуждают в резонансное состояние. На второй ступени атомы требуемого изотопа таллия, находящиеся в возбужденном резонансном состоянии, лазерным излучением с длиной волны, например, 444 нм, переводят в состояния Ридберга. На обеих ступенях возбуждения лазерным излучением используют импульсный режим с длительностью импульсов, например, 5-10 нс. После многоступенчатого возбуждения атомы требуемого изотопа таллия ионизируют и извлекают из пучка посредством наложения поперечного электрического поля путем подачи напряжения в импульсном режиме, ограничивающем развитие сверхизлучения с уровней, соответствующих состоянию Ридберга. Предпочтительно, величина напряжения от 10 до 25 кВ, длительность импульсов от 30 до 100 нс. Весь процесс осуществляют в вакууме, характеризующемся уровнем, обеспечивающим протекание процессов для выделения изотопов таллия. Снижаются энергетические затраты, повышается качество лазерного луча. 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к квантовой электронике и лазерной технологи и может быть использовано в ядерной физике для разделения изотопов. Изобретение касается способа выделения изотопов таллия, заключающегося в том, что создают пучок атомов таллия и проводят многоступенчатое возбуждение атомов требуемого изотопа, после чего осуществляют ионизацию атомов требуемого изотопа и извлекают ионизованные атомы из пучка посредством наложения электрического поля при условиях, обеспечивающих выделение требуемого изотопа таллия. Многоступенчатое возбуждение атомов требуемого изотопа проводят в две стадии, а именно посредством стадии возбуждения лазерным излучением с использованием лазера на самоограниченном переходе и при условиях, в совокупности обеспечивающих выделение требуемого изотопа таллия, осуществляемой в вакууме, характеризующемся уровнем, обеспечивающим протекание процессов для выделения изотопов таллия, в сочетании с предшествующей ей стадией возбуждения газовым разрядом, осуществляемой в процессе создания пучка атомов таллия путем испарения металлического таллия в испарительной камере и зажигания в ней газового разряда, посредством которого проводят возбуждение атомов таллия в метастабильное состояние, при условиях, в совокупности обеспечивающих переход атомов таллия в метастабильное состояние, после чего формируют в вакууме, характеризующемся уровнем, обеспечивающим протекание процессов для выделения изотопов таллия, пучок атомов таллия в возбужденном метастабильном состоянии. 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение может быть использовано в медицине при изготовлении препаратов для диагностики болезней сердца и опухолей. Способ изотопного разделения таллия включает этапы получения с помощью лазерной системы фотонов первой частоты, соответствующей длине волны 378 нм; фотонов второй частоты, соответствующей длине волны 292 нм; и фотонов третьей частоты, соответствующей длине волны в интервале от 700 нм до 1400 нм. Фотоны первой частоты получают с помощью одного или более лазеров непрерывного действия. Фотоны второй и третьей частот получают с помощью одного или более импульсных лазеров. Фотоны первой, второй и третьей частот применяют к атомному пару, содержащему множество изотопов таллия. Фотоны первой частоты изотопно-селективно накачивают множество атомов таллия, находящихся в основном состоянии, и переводят их через возбужденное состояние в метастабильное с энергией 7793 см^-1 через первое возбужденное состояние с энергией 26477,6 см^-1 относительно нулевой энергии основного состояния. Фотоны второй частоты возбуждают множество атомов таллия в метастабильном состоянии до промежуточного состояния, которое представляет собой второе возбужденное состояние, с энергией 42049,0 см^-1 или 42011,4 см^-1 относительно нулевой энергии основного состояния. Фотоны третьей частоты ионизируют множество атомов, находящихся в промежуточном состоянии. Накопление указанных изотопных ионов осуществляют приложением электрического поля к указанному пару. Изобретение позволяет эффективно разделять изотопы таллия с использованием малогабаритного оборудования. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение может быть использовано в химической и металлургической промышленности, медицине, светотехнике и в ядерной физике для определения массы нейтрино. Исходную смесь изотопов ксенона с примесями подают в вымораживатель 2 или 3 из каскада газовых центрифуг 1 через патрубок 19 или 20 при открытых вентилях 7, 8 или 9, 10. Изотопы ксенона и часть газовых примесей осаждаются на стенках вымораживателя 2 или 3. Неосажденные газовые примеси, имеющие давление насыщенного пара, больше, чем у изотопов ксенона, удаляют при помощи вакуумной системы 6. Затем прекращают подачу исходной смеси, закрыв вентили 7, 8 на патрубке 19 или 9, 10 на патрубке 20. Для непрерывности процесса устройство содержит не менее двух вымораживателей 2 или 3, каждый из которых соединен параллельно с каскадом центрифуг 1 и последовательно - с баллоном накопления 4 или 5, предварительно замороженном в сосуде Дьюара 16. Вымораживатель 2 или 3 работает сначала в режиме вымораживания, а затем в режиме отогрева и отбора изотопов. Переключение режимов производят открытием вентилей 8, 26 и 13 трубопровода 24 или вентилей 10, 27 и 14 трубопровода 25. Отогрев вымораживателя 2 или 3 до (-70)÷(-80)°С ведут путем снятия с него сосуда Дьюара 15 или 23. Осуществляют отвод очищенных изотопов ксенона при остаточном давлении (3÷10)·10^-3 мм рт.ст. Работу вымораживателя 2 или 3 с накопительным баллоном 4 или 5 попарно чередуют в указанных режимах работы. Изобретение обеспечивает непрерывность процесса глубокой очистки изотопов ксенона от различных газообразных примесей, не требует сложных установок, позволяет снизить затраты. Содержание примесей в конечном продукте - не более 4,4 ppm. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.