超音速原子流による原子法レーザー同位体分離の高効率化

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05452388
• Research Institution: FUKUI UNIVERSITY
• Principal Investigator: 仁木 秀明 福井大学, 工学部, 助教授 (00135758)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北嶋 巌 福井大学, 工学部, 教授 (80020238)
• Keywords: レーザー蒸気発生 / レーザー同位体分離

Research Abstract

平成6年度は、レーザー照射により生成した蒸気の特性を調べるため、以下の研究を実施した。
1.レーザー誘起蛍光測定装置の準備:真空排気された容器中に回転する金属ロッドを設置し、QスイッチNd:YAGレーザー(出力、500mJ)をレンズで集光し照射することにより、金属蒸気を発生させた。蒸気発生面より2.5cmの位置に、適当な時間遅延をとって、別のQスイッチNd:YAGレーザーの第2高調波をポンプ光源としたパルス色素レーザー光を照射し、中性原子を励起した。原子からの発光は、レンズ、オプティカルファイバーを用いて取り出し、光電子増倍管により検知した。
2.レーザー生成蒸気の特性:レーザー照射による生成した蒸気中には中性原子以外にプラズマも含まれる。これらの色素レーザー照射領域における密度変化を調べた。中性原子についてはレーザー誘起螢光強度の遅延時間に対する依存性を調べることにより、速度が1000m/s以上であることが確認された。
3.自然放出寿命の測定:ジルコニウム(Zr)およびガドリニウム(Gd)について、レーザー誘起蛍光強度の時間変化を調べることにより、励起状態の自然放出寿命を求めた。Zrに関しては励起状態17430cm^<-1>および18244cm^<-1>の寿命はそれぞれ242nsおよび186nsと評価された。
4.内部エネルギー(温度)の評価:Zrについて、基底状態(0cm^<-1>)および準安定状態(1241cm^<-1>)からのレーザー励起実験を行い、レーザー誘起蛍光強度の比較により温度の評価を行った。超音速流(断熱膨張)を利用する冷却にはなお工夫を要することがわかった。