Введение к работе
Актуальность темы. Современное состояние науки и техники характеризуется широким использованием изотопов. Традиционно их применение в экспериментальной ядерной физике. Свое применение изотопы нашли в медицинской радиодиагностике, производстве ради-ационкостойких полупроводников и в других отраслях промышленности. Основным потребителем изотопной продукции является атомная энергетика. Помимо использования обогащенного урана, рассматриваются вопросы применения конструкционных материалов (в частности, циркония, гадолиния я др.) с искусственным изотопным составом.
Однако потенциальные и существующие потребности, за исклю-їєниєм потребностей в обогащенном уране, удовлетворяются не полностью. Уменьшение стоимости изотопно чистых веществ приведет к зосту потребности в них. Поэтому существует необходимость в раз -заботке новых методов разделения изотопов.
В настоящей диссертации рассматривается метод разделения ізотопов, основанный на селективном нагреве ионов различных масс і условиях циклотронного резонанса (ЯЦР метод). Он позволяет >азделять изотопы любых металлов - элементов таблицы Менделеева, [олученкые в экспериментах различными исследовательскими группа-іи высокие коэффициенты разделения ( порядка 100 ) и удовлетво-іительньїй выход конечного продукта позволяют говорить о возмож-гастн практического применения этого метода. ИЦР метод можно спользовать как самостоятельно, так и совместно с электромаг-1ИТКЫМ. Во втором случае метод ИЦР используется для прэдвари-ельного обогащения исходного продукта, а окончательное обогаше-,ие производится электромагнитным методом.
Цель работы. Разработка научных вопросов, связанных с раз-елением изотопов ИЦР методом. В их числе:
а) сравнительное исследование' изотопнчески селективного
агрева ионов при использовании контактного и индукционного
пособа ВЧ нагрева;
б) диагностика селективного нагрева аонов в плазме,-
в) изучение процесса отбора обогащенного вещества при раз -
делении изотопов лития.
г) изучение баланса вещества при отборе обогащенной обедненной фракций на коллекторную систему при разделении изотопов лития.
Научная новизна. Впервые проведены эксперименты по разделению изотопов лития методом ицр с получением весовых количеств обогащенного вещества. Получены детальные характеристики процессов селективного нагрева а последующего разделения изотопов лития. Концентрация бЫ в обогащенном веществе достигала 82%, что соответствует степени разделекхя более 50. Показана возможность извлечения более Ю % целевого изотопа из плазменного потока.
Практическая ценность. Результаты работы могут быть использованы при разработке промышленного модуля по разделению изотопов методом ИЦР.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на XX Международное конференции по явлениям в ионизированных газах в 1991 г (Пиза, Италия), на Международной конференции по производству и лрикененхю стабильных изотопов в 1993 г. (сакле, Фракция). В России работы обсуждались на отраслевых конференциях, на НС отдела поисковых исследований Института молекулярной физики РКЦ "Курчатовский институт" и в МИФИ. Кроме отого, в диссертацию включены работы, занявшие призовые места на конкурсе молодых ученых им. И.к. Кикоина Института молекулярной физхм*. Полученные результаты явились частью научного вклада в совместную русско французскую програмну исследования разделения стабильных изотопов методом ИЦР, подписанную между ННФ (РЩ "Курчатовский институт", Москва) > научным центром СЕЛ (Saclay, France).
Публикации. По матеріалах диссертация опубликовано 6 печатных работ.
Об'єм работы и структура. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы из бб-ти наименований х двух приложений. Работа выполнена на 104 страницах машинописного текста, имеет 32 рисунка и 5 таблиц.
Основные положения, выносимые на зашиту:
-
Расчет электромагнитных полей в кногококпонентной плазме в области ионных циклотронных частот с учетом кинетических эффектов.
-
Экспериментальное исследование потока нагретых с покошью HUP ионов на анализаторы ионных токов различной конфигурации и выбор конструкции коллектора обогащенного вещества.
-
Сравнение эффективности нагрева при поношя антенн различных типов я выбор наиболее оптимального варианта введення ВЧ мощности в плазму.
-
Получение весовых количеств обогащенного до 80 % 6Li на коллекторе открытого типа.
-
Разделение изотопов латия с использованием коллекторной . системы, охватывавшей весь плазменный столб.
