基本介紹
- 中文名：原子蒸氣雷射同位素分離
- 外文名：Atomic vapor laser isotope separation
- 領域：核物理
簡介,原理,雷射激發,商業化與國際意義,工藝簡史,參見,
簡介
另一種與其類似的技術利用雷射分離分子而非原子，被稱為分子雷射同位素分離工藝（MLIS）。
原理
由於它們的超精細結構差異，235U與238U的吸收光譜存在細微不同：235U的吸收峰位於502.74nm，而U的吸收峰則移動至502.73nm。AVLIS過程使用可調諧染料雷射，這種雷射的中心發射波長能被準確調諧，使混合物中的235U吸收光子躍遷至激發態，產生光致游離並電離成離子。電離出的235U離子束被靜電場偏置方向進入收集裝置，而中性的238U則不受電場影響無礙通過。
一套完整的AVLIS系統由鈾蒸發系統、雷射系統與尾料收集器組成。鈾蒸發系統通常由大功率條帶式或掃描式電子束槍組成，打到混合物靶上的能量大於2.5 kW/cm，生成高純度的氣態鈾元素。
雷射激發
通常情況下，AVLIS使用的雷射器由兩級組成：銅蒸氣雷射器（CVL）與可調脈衝染料雷射器。前者的作用是染料雷射器的泵浦光源。銅蒸氣雷射器作為波長、模式可調諧的主振盪器提供窄線寬、低噪聲與高波長穩定性的種子光源。它的輸出功率被作為光放大器的染料雷射器放大，並最終照射至鈾蒸汽樣品上。需要指出的是在AVLIS過程中235U原子並非被直接電離，而是吸收一個小於電離能的光子到達激發態，再吸收第二、第三個光子的能量完成電離的逐級電離過程。因此AVLIS的雷射裝置需三個不同波長的雷射照射鈾蒸氣以完成三光子電離。
商業化與國際意義
在1994年，在美國政府史上規模最大的聯邦技術轉移過程中，AVLIS流程被轉讓至美國濃縮公司（United States Enrichment Corporation）並實現商業化。但在投資了一億美元資金後，美國濃縮公司在1996年6月9日取消了AVLIS技術的生產計畫。
當前某些國家仍然在持續研究推進AVLIS技術與配套工藝，並使國際社會對核技術監管提出了挑戰。根據目前的公開資料顯示，伊朗曾經秘密開展過AVLIS技術的研究計畫。但在2003年被曝光後，伊朗政府聲稱該計畫所涉及的實驗設施已被拆除。
工藝簡史
公開文獻來源顯示，AVLIS技術最早於1970年代初分別被前蘇聯與美國同時發明。在美國，儘管有數個國家實驗室參與了AVLIS的早期研究，其主要研究工作實由勞倫斯利弗莫爾國家實驗室負責進行。包括澳大利亞（1982-1984）、法國（1984）、印度（1994）與日本（1996）等國家的學術界也陸續發表了可用於AVLIS濃縮鈾的可調諧雷射器研究。
