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5.8. ISOTOPENANREICHERUNG MITTELS RESONANTER MULTIPHOTONEN-IONISATION ATO
5.8 ISOTOPENANREICHERUNG MITTELS RESONANTER
MULTIPHOTONEN-IONISATION ATOMAREN URANS
Das atomare Verfahren nutzt das Prinzip der resonanten Multiphotonen-Ionisation, das auch
zur hochselektiven Detektion von Actiniden Anwendung findet und in § 6.2 (RIMS) ausführlich
beschrieben ist. URe2 wird bei 2500 K verdampft und dissoziiert beim Erhitzen. Mittels
vierer hochrepetierender Farbstofflaser wird das 235 U resonant ionisiert. In Abb. 5.21 ist das
Anregungsschema gezeigt. In drei selektiven Schritten (1,2,3) wird das Atom bis zur Ionisation
angeregt. Bei 2500 K populiert ein recht großer Anteil von Atomen schon thermisch den ersten
angeregten Zustand. Um von dort ins Niveau (2) zu gelangen wird ein vierter Laser benutzt
(4) der gegenüber Laser (1) um 0.077 eV rotverschoben ist. Durch diesen Trick können auch
bei 2500 K 75% der Atome ionisiert werden. Die Ionen werden im elektrischen Feld abgelenkt
und anschließend aufgefangen. Das nicht ionisierte, atomare 238 U wird vom elektrischen Feld
nicht beeinflußt und fliegt im Strahl geradeaus weiter. Die Trennfaktoren sind so gut, daß
ein Schritt ausreicht, hoch angereichertes Uran zu erzeugen. Allerdings erfordert die geringe
Isotopieverschiebung von nur 0.005 nm eine sehr gute Laserabstimmung. In den USA wurde
diese Verfahren unter dem Namen AVLIS (atomic vapor laser isotope separation) unter
Aufwendung von fast 2 Mrd. US$ erprobt aber im Juli 1999 aufgegeben. Frankreich zog sich
etwa zeitgleich aus einem ähnlichen Projekt zurück. Heute betreibt eine australische (zivile)
Gesellschaft das Verfahren unter dem Namen SILEX.
bei 2500 K
ca 75 %
{
3
2
1
6.2 eV
4
0.077 eV
Abbildung 5.21: Anregungsschema für die Multiphotonenionisation atomaren
Urans.