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172 KAPITEL 5. LASER FÜR DIE KERNENERGIE
experimentelle Beobachtung, daß die Dissoziationsrate mancher Moleküle nur schwach von
der Anzahl der absorbierten Photonen abhängt (SF6, [Lyma75]).
Betrachten wir nun den Fall des für die Urananreicherung interessanten Moleküls UF6. Es
besitzt eine Schwingungsbande bei ca. 16 µm die mittels Raman-verschobenen Lichts eines
CO2 Lasers angeregt werden kann. Deutlich sichtbar ist in Abb. 5.20 die Rotverschiebung der
Multiphotonenabsorption (gestrichelt) gegenüber dem Verlauf des linearen Absorptionsquerschnitts
des ν3Q-Zweigs für Einphotonenabsorption (durchgezogene Linie). Durch Multiphotonenabsorption
wird die U-F Schwingung im Molekül angeregt und ein F-Atom abgedampft.
Das entstehende UF5 fällt aus und wird abgetrennt. Da sich die Schwingungsfrequenz des
238 UF6 von der des leichteren 235 UF6 unterscheidet (Isotopieverschiebung) kann durch Wahl
der Laserfrequenz ein Isotop bevorzugt angeregt und dissoziert werden. Allerdings ist die
Bande bei Raumtemperatur ca. 20 cm −1 Wellenzahlen breit, die Isotopieverschiebung beträgt
aber nur 0.65 cm −1 [Okad93]. Man kühlt daher das Gas durch adiabatische Expansion auf ca.
100 K ab und erreicht Trennfaktoren im Bereich 0.1. Die Firma URENCO entwickelte dieses
Verfahren in Deutschland. Da es gegenüber der Zentrifuge aber keine entscheidenden Vorteile
bringt wurde es 1994 eingestellt.
Abbildung 5.20: Absorbierte Energie pro 1 mol UF6 bei T=30 o C (links) und
T=-35 o C (rechts) als Funktion der Laser Frequenz (cm −1 ). Offene Symbole 0.4 Torr,
gefüllte Symbole 10 Torr. Zum Vergleich ist der Verlauf des linearen Absorptionsquerschnitts
für die Absorption eines Photons bei Raumtemperatur als durchgezogene
Linie im linken Teil eingetragen. Aus [Okad93].