レ-ザ-による同位体分離

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63302030
• Research Institution: Institute for Laser Technology
• Principal Investigator: 山中 千代衛 (財)レーザー技術総合研究所, 教授, 所長 (10028920)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田代 英夫 理化学研究所, 研究員 ; 柴 是行 日本原子力研究所, 東海研究所, 部長 ; 和田 一洋 京都大学, 工学部, 助手 ; 中島 信昭 大阪大学, レーザー核融合研究センター, 助教授 (00106163) ; 井澤 靖和 大阪大学, レーザー核融合研究センター, 教授 (10029316)
• Keywords: レ-ザ-同位体分離 / 金属蒸気レ-ザ- / 固体化電源 / 高速断熱通加 / 非線形ビ-ム伝播 / 電荷移行衝突

Research Abstract

レ-ザ-による同位体分離に関し、分離用レ-ザ-技術開発,レ-ザ-光と原子・分子の相互作用,生成されたイオンの回収過程の3つの分野に分けて研究を進めた。
1.レ-ザ-技術開発では、銅蒸気レ-ザ-用放電スイッチの固体素子化に取り組み、従来の水素サイラトロン放電管の代わりに、SIサイリスタと可飽和リアクトルパルス圧縮器からなる全固体化スイッチの開発に成功した。計算機シミュレ-ションの手法と併用することにより、スイッチ回路を最適設計する目安を与えた。
2.レ-ザ-と原子の相互作用においては、レ-ザ-光の発振周波数をレ-ザ-パルス幅内で掃引し、高速断熱通過を利用して効率よく反転分布を得る手法について、数値計算及び実験の両面から検討した。レ-ザ-のパルス波形、ピ-ク強度と掃引速度等について有効な励起が可能となる条件を評価するとともに、計算と実験の間で良好な一致が得られた。
3.長尺の原子ビ-ム中をレ-ザ-パルスが伝播しながら多段階励起を行う過程をシミュレ-ションする計算コ-ドを開発した。これらを用いて標的同位体と非標的同位体がレ-ザ-パルスの伝播特性に及ぼす影響を評価し、選択励起用パルスと中間励起用パルスの照射タイミングをずらすなど、効率よく励起を行うための指計を得た。
4.イオン回収過程で最も重要な、電荷移行衝突断面積を、精度よく測定する手法を開発し、断面積の衝突速度依存性を測定した。U.Gd.Euなど重金属原子では,従来の水素様原子モデルを用いた理論値とは一致しない結果が得られた。理論的な研究の推進が望まれる。

Research Products

• [Publications] 山中 千博,下津 利仁,藤原 閲夫,井澤 龍彦,山中 千代衛: "長パルス励起および注入同期による銅蒸気レ-ザ-のビ-ム特性の向上" レ-ザ-研究. 18. 39-45 (1990)
• [Publications] E.Fujiwara,Ch.Yamanaka,N.Nakashima,H.Deguchi,C.Yamanaka,E.Murata and T.Hatakeyama: "Copper vapor laser operated by a solid state switch" Power Gas Lasers,SPIE. 240-247 (1990)
• [Publications] S.Adachi,H.Niki,Y.Izawa,S.Nakai and C.Yamanaka: "Measurement of dipole matrix element of atomic Gd transitinons using Rabi flopping" Jpn.J.Appl.Phys.29. L833-L836 (1990)
• [Publications] Y.Izawa,N.Nakashima,N.Nakai,S.Sakaba,E.Fujiwara,S.Adach,T.Yamanaka and C.Yamanaka: "Studies on atomic isotope separation at ILE,Osaka University and ILT" in Proc.Int.Symp.on Isotope Separation and Chemical Exchange Uranium Enrichment,Tokyo,Oct.(1991)
• [Publications] S.Adachi,H.Nakai,Y.Izawa,S.Nakai and C.Yamanaka: "Laser beam propagation effects in atomic laser isotope separation system" Technol.Repts.Osaka Univ.40. 87-94 (1990)
• [Publications] H.Niki,S.Adachi,Y.Izawa and C.Yamanaka: "Laser beam propagation effehcts in atomic laser isotope separation" in Proc.Int.Symp.on Isotope Separtion and Chemical Exchange Uranuim Enrichment,Tokyo,Oct.(1991)
• [Publications] S.Sakabe,Y.Izaya,H.Hashida,T.Naka,T.Sudo,T.Mochizuki,T.Yamanaka,S.Nakai and C.Yamanaka: "New crossーbeam technique for charge tranafer cross section measurement using a pulsed ion beam produced by laser photoinization" Rev.Scie.Instrum.61. 3678-3685 (1990)
• [Publications] レ-ザ-同位体分離調査専門委員会(委員長 山中千代衛): "ウラン濃縮技術の現状と展望" 電気学会, 97 (1991)