الفصل بالليزر Laser Isotope Separation

يمكن باستخدام شعاع ليزر ذي طاقة معينة (طول موجي معين) إثارة ذرات معينة ومن ثم إنتاج ايونات ينتج عنها تحلل أو التحام كيميائي لذرات اليورانيوم أو جزيئات سادس فلوريد اليورانيوم. ومن ثم إمكانية فصل نظيري اليورانيوم (الإيونات) عن بعضهما البعض بطرق كهرومغناطيسية.

حيث أن نواة اليورانيوم - 235 تختلف عن نواة اليورانيوم - 238 فإن ذلك ينتج عنه اختلاف في التركيب الإلكتروني لإلكترونات كل منهما. ومن ثم يتوقع اختلافاً - وإن كان طفيفاً - في المدارات الإلكترونية مما ينتج عنه الانقسام الدقيق. إذا ما تم ترجيه شعاع ليزر ذي طاقة محددة إلى مزيج من النظيرين فإن هذا الشعاع يمكنه تأيين - إثارة - أحدهما دون الآخر. ومن ثم يمكن فصل النظيرين بطرق فيزيائية أو كيميائية تقليدية. فمثلاً في حالة تقنية فصل البخار الذري يمكننا تأيين الذرات المثارة باستخدام شعاع ليزر ثانوي وبعد ذلك يمكن فصل الإيونات باستخدام المجالات الكهربية والمغناطيسية (طاقة تأيين ذرة اليورانيوم تساوي eV 6.2). يبين الشكل (1) التفاعل الدقيق بين نواة اليورانيوم والكتروناتها. ونبين فيه الانقسام الدقيق Hyperfine splitting لنواة U²³⁵ الذي ينتج عنه اتساعاً ثانوياً لطيف الطاقة مما ينتج عنه إضافة تعقيد آخر إلى مشاكل إثارة هذه النواة.

الشكل (1)

هناك مشكلات فنية ما زالت معلقة تتعلق بالاستخدام التجاري لهذه التقنية. إذ يلزمنا ليزر مناسب ومستمر وليس نبضياً وذو كفاءة عالية وهذه يمكن أن يوفرها ليزر (CO₂).

تتلخص ميزات هذه الطريقة فيما يلي:

1- معامل فصل عالي (يصل إلى 10).

2- تكاليف فصل صغيرة.

3- احتياجات طاقة صغيرة. لقد وجد أن امتصاص طاقة ليزر قدرها وات واحد ينتج عنه 1.4 ذرة يورانيوم — 235 كل ساعة أما عيوبها فهذه تتمثل في المشاكل التقنية المعقدة التي يجب التغلب عليها قبل استغلال هذه الطريقة على نطاق تجاري.

مواضيع ذات صلة

أنواع أخرى من المفاعلات

تصاميم مفاعلات متقدمة

انواع المفاعلات النووية

اضطرابات السمت

لماذا طاقات أعلى؟

معجلات الطاقة الفائقة الإرتفاع

التطوير التاريخي للمعجلات

الحقل المغناطيسي وتأثيراته في البلازما والحقول الأخرى

انعطاف صغير عند النجوم

ما الحرارة في الاندماج النووي

التسخين بالحقن بذرات متعادلة

الاندماج النووي في المختبر