Молекулярное лазерное разделение изотопов ( MLIS ) — метод разделения изотопов , при котором специально настроенные лазеры используются для разделения изотопов урана с использованием селективной ионизации сверхтонких переходов молекул гексафторида урана . Он похож на AVLIS . Его главным преимуществом перед AVLIS является низкое потребление энергии и использование гексафторида урана вместо испаренного урана. MLIS был задуман в 1971 году в Лос-Аламосской национальной лаборатории .
MLIS работает в каскадной установке, как и процесс газовой диффузии . Вместо испаренного урана, как в AVLIS, рабочей средой MLIS является гексафторид урана , для испарения которого требуется гораздо более низкая температура. Газ UF6 смешивается с подходящим газом-носителем ( благородный газ, включающий некоторое количество водорода ), что позволяет молекулам оставаться в газообразной фазе после охлаждения путем расширения через сверхзвуковое сопло Лаваля . В смесь также включен газ-очиститель (например, метан ), который связывается с атомами фтора после их диссоциации из UF6 и препятствует их рекомбинации с обогащенным продуктом UF5 .
На первом этапе расширенный и охлажденный поток UF 6 облучается инфракрасным лазером , работающим на длине волны 16 мкм. Затем смесь облучается другим лазером, либо инфракрасным, либо ультрафиолетовым, фотоны которого селективно поглощаются возбужденным 235 UF 6 , вызывая его фотолиз до 235 UF 5 и фтора . [1] Полученный обогащенный UF 5 образует твердое вещество, которое затем отделяется от газа фильтрацией или циклонным сепаратором. Осажденный UF 5 относительно обогащается 235 UF 5 и после преобразования обратно в UF 6 подается на следующую стадию каскада для дальнейшего обогащения.
В качестве лазера для возбуждения обычно используется лазер на диоксиде углерода с выходной длиной волны, смещенной с 10,6 мкм до 16 мкм; лазером для фотолиза может быть эксимерный лазер XeCl , работающий на длине волны 308 нм, однако в существующих реализациях в основном используются инфракрасные лазеры. [ необходима ссылка ]
Процесс сложный: образуется много смешанных соединений UFx, которые загрязняют продукт и которые трудно удалить. США , Франция , Великобритания , Германия и Южная Африка сообщили о прекращении своих программ MLIS; однако Япония все еще имеет мелкомасштабную программу в работе. [ необходима цитата ]
Организация Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization в Австралии разработала процесс импульсного лазерного разделения SILEX . GE, Cameco и Hitachi в настоящее время занимаются его разработкой для коммерческого использования. [ необходима ссылка ]