Некоторые параметры вакуумной системы для разделения изотопов бора при помощи метода лазерно-селективного торможения конденсации
Ляхов К. А., Muhammad Waqar Ahmed
Ключевые слова: лазерные методы разделения изотопов, изотопы бора, турбомолекулярный вакуумный насос, приближение пограничного слоя, уравнения баланса, сверхзвуковой поток переохлажденного разреженного газа
Аннотация
На основе модели диффузии, управляемой лазерным излучением, [1] были найдены значения температура T=27K и давление P=10mTorr, при которых фактор обогащения изотопом бора-10 достигает максимума в сверхзвуковом газовом потоке (2% смесь BCl3 в Ar). Действенность данного метода была впервые экспериментально проверена в [2].Не смотря на малость давления, которая необходима для уменьшения столкновительного уширения и релаксационных потерь, а также величины среза потока скиммером и фактора обогащения, данный метод всё же остаётся привлекательным для промышленного использования, поскольку позволяет итеративное сверхбыстрое извлечение изотопов (число Маха потока M=5), а также параллельное использование нескольких модулей и объединение их в каскады.
Для производства газового потока с данными параметрами была собрана установка в университете Чеджу (Юж. Корея). Были измерены распределения температуры вдоль оси газового потока последовательностью медно-никелевых термопар на расстояниях 60mm, 245mm, 435mm, 630mm и 820mm от среза сопла, а также была получена интерферограмма распределения плотности газового потока на расстоянии 21 см от среза сопла в интерферометре Маха-Цандера.
На основе полученных данных (недостаточно низкое давление в разделительной ячейке P=13.4. Torr и высокая температура в ядре газового потока T=10.5C на удалении 24.5cm от среза сопла) был сделан вывод о необходимости корректировки размеров сопла в меньшую сторону, если используется турбомолекулярный вакуумный насос TMP-3403LMEC-T2.
Some parameters of vacuum system for boron isotopes separation by the laser assisted retardation of condensation
K.A. Lyakhov, Muhammad Waqar Ahmed
Keywords: laser-assisted methods of isotope separation, boron isotopes, turbo-molecular vacuum pump, boundary layer approximation, balance equations, overcooled rarefied supersonic gas flow
