| 研究概要 |
原子法レーザー同位体分離において、同位体による吸収波長にわずかな違い(同位体シフト)を利用する方法が一般的である。しかしながら,同位体シフトが極めて小さい場合や標的同位体の超微細構造によるスペクトル広がりが同位体シフトよりも大きい場合には、核スピンの違いを利用した分離法が有効である。本研究では、特に原子力分野で期待されているガドリニウム(Gd)およびジルコニウム(Zr)の同位体分離に本手法を適用することを考え、外部磁場による選択性の低下に関して研究を実施した。主な実績は以下の通りである。
1.励起・電離ダイナミックスコードの作成
磁場中における原子の励起ダイナミックスコードを作成した。選択性の低下は磁気副順位間の分布密度の移動によって起こる。本解析コードは原子系の磁気副準位までを考慮した。また、原子系のレーザー励起はレート方程式、あるいはコヒーレント相互作用を考えた密度行列の運動方程式により表した。
2.磁場の選択性に及ぼす影響(計算結果)
上記計算コードを用い磁場の選択性に及ぼす影響を解析した。レーザー強度は選択性にはほとんど影響しないこと、選択性はレーザーの偏光方向と磁場の方向のなす角度に依存し、特に90度の場合には影響がもっとも大きく、Gdの場合には、パルス幅50nsのレーザーを用いた場合、約3ガウスの磁場で選択性が得られなくなることがわかった。
3.Zrの分離実験
3台のパルス色素レーザーを用い、^<91>Zrの分離実験を試み、約9倍の濃縮比が得られた。今後,ヘルムホルツコイルによる磁場印加により、計算結果の妥当性を検証していく予定である。
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