|
原子法レーザー同位体分離では、原子蒸気に共鳴するレーザー孝を照射し、特定の同位体を選択的に励起、電離した後、イオンを電界等で回収する。選択励起の手法としては、同位体による吸収波長のわずかな違い(同位体シフト)を利用する方法が一般的であるが、同位体シフトが極めて小さい場合や、超微細構造によるスペクトル広がりが、他の同位体の吸収線と重複しているような場合には、レーザーの偏光特性を利用する方式が有効である。本研究では、この方式を用いたガドリニウム(Gd)やジルコニウム(Zr)のレーザー同位体分離に着目し、達成可能な同位体選択性を明らかにすることを目的とし、以下のことを実施した。
(1)計算シミュレーションコードの整備
選択性に対する磁場の影響を調べるために作製した、磁場の影響下での励起ダイナミックス計算コードを基本とし、レーザーのパルス波形や原子の各エネルギー準位のランデのg因子を実在の原子に即した形で計算できるコードを作成した。検討の結果、パルス幅50ns程度のレーザーに対し、Gdの場合、磁場強度が2〜3ガウス程度で選択性が著しく低下すること、励起準位の1つでも大きいg因子をもてば、選択性が低下する事などが明らかになった。
(2)磁場の影響下での同位体分離実験
(1)の予測を確認するために、Gdのレーザー同位体分離実験の準備を行った。真空容器中で発生させたGd原子ビームに3台の直線偏光パルス色素レーザーを照射し、生成したイオンを質量分析する。レーザー照射領域にヘルムホルツコイルを設置し、磁場を印加する。
|
