Separación de isótopos mediante láser Miguel A. Loredo R.
Introducción Isótopo: químicamente indistin-guible, físicamente distingui-ble (diferente masa). Estables 300, inestables 1200. Radiactivos (α, β, γ) Principales aplicaciones en medicina, energía eléctrica, milicia, etc Tecnología desarrollada para el isótopo de U238, principal-mente para el U235 H1 H2 H3
Grados de enriquecimiento Uranio ligeramente enriquecido: concentración de U-235 entre 0,9 y 2%, combustible de uranio natural en algunos reactores de agua pesada. Uranio de bajo enriquecimiento: uso en los reactores de agua ligera, reactores para investigación 12 al 19% de U235. Uranio altamente enriquecido: uranio fisible para armas nucleares
Métodos de enriquecimiento Requieren intensas energías, los dos isótopos son muy similares en peso: el U235 es sólo 1,26% menos pesado que el U238 Difusión térmica Difusión gaseosa Gas centrifugado Centrifugado rápido Procesos aerodinámicos Separación electromagnética Separación por láser
Separación de isótopos mediante procesos láser LIS Consiste en la ionización de isótopos una especie de átomos LIS consiste en tres procesos: Sistema de evaporación Haz de electrones térmales Láser sintonizable Modulado por una rejilla Selector de iones Placas cargadas Molecular Laser Isotope Separation MLIS Atomic Vapor Laser Isotope Separation AVLIS
MLIS Ionización de la molécula de UF6 Región de vibración 15.3 a 16.3μm Medios de alta ganancia (kW) Haz de electrones 300K Dos sistemas láser: Láser TEA CO2 y CF4 Placas ionizadas
Láseres TEA CO2 y CF4
AVLIS Vapor de Uranio puro Excitación del átomo de uranio en forma de casca Dos sistemas láser: láser de tinte bombeado por un láser de vapor de cobre. Recolector de iones.
Láseres de vapor de cobre y de tinte
Estos métodos también separan otros isótopos, como los de azufre, radio, berilio, etc. Existen otros arreglos que eficientan los arreglos anteriores, como lo es el SILEX, pero solo algunos se han hecho comerciales.