Метод лазерной резонансной фотоионизационной масс-спектроскопии для определения изотопических соотношений урана

• Автор: Страшнов, Илья Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 121 с. : ил.

ГЛАВА 1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРАНА МЕТОДОМ РЕЗОНАНСНОЙ ФОТОИОНИЗАЦИОННОЙ МАСС-СПЕКТРОСКОПИИ

1.1 Основные компоненты экспериментальной установки для определения

урана

1.2 Времяпролетный масс-спектрометр

1.2.1 Преимущества детектирования ионов с помощью времяпролетного масс-спектрометра
1.2.2 Режимы эксплуатации времяпролетного масс-спектрометра и массовое разрешение при определении урана

1.2.3 Особенности калибровки времяпролетного масс-спектрометра

1.3 Лазерная система для резонансной фотоионизации урана

1.4 Система подавления фона от ионов десорбции

1.5 Пространственное разрешение метода при определении урана в сухих

пробах
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РЕЗОНАНСНОЙ ФОТОИОНИЗАЦИИ УРАНА, ДЕСОРБИРОВАННОГО ИЗ СУХИХ ПРОБ
2.1 Метод лазерной резонансной фотоионизационной спектроскопии для определения урана
2.2 Возбуждение высоколежащих уровней, насыщение переходов и ионизация атомов урана

2.3 Классификация фотоионизациониых схем урана и целесообразность их использования для метода
2.4 Поиски фотоионизациониых схем урана
2.4.1 Одноцветные фотоионизационные схемы
2.4.2 Двухцветные фотоионизационные схемы
2.4.3 Трехцветные фотоионизационные схемы
2.5 Выбор оптимальной фотоионизационной схемы для определения урана методом резонансной фотоионизационной спектроскопии
2.5.1 Критерии выбора схемы
2.5.2 Исследование эффективных схем
2.6Автоионизационные состояния урана
2.7 Заключение к Главе
ГЛАВА 3 ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДА РЕЗОНАНСНОЙ ФОТОИОНИЗАЦИОННОЙ СПЕКТРОСКОПИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПИЧЕСКИХ СООТНОШЕНИЙ УРАНА
3.1 Процесс подготовки проб
3.2Исследование процесса десорбции урана под воздействием импульсного лазера на азоте
3.2.1 Исследование кратеров десорбции с помощью электронного микроскопа и оценка количества десорбированного
вещества
3.2.2Измерения распределения скоростей десорбированных атомов урана в
результате взаимодействия с лазерным излучением
3.2.3 Влияние распределения скоростей десорбированных атомов на процесс фотоионизации

3.2.4Исследование процесса декомпозиции урановых гранул (77зО&) под воздействием лазерного излучения
3.3 Определение эффективности метода резонансной фотоионизационной
спектроскопии
3.4 Определение малых изотопических отношений урана и изотопических
отношений обогащенного урана методом резонансной фотоионизационной спектроскопии
3.5 Определение чувствительности метода при измерении малых изотопических
отношений урана
3.6 Определение 234и/235и методом резонансной фотоионизационной
спектроскопии и альфа-спектрометрическим методом
3.7Определение урана в глинистом минерале “каолинит”
3.8 Заключение к Главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Приложение
Список литературы

2.1.1 Одноцветные фотоионизационныс схемы
Лазер на красителе “Стильбен 3”
При поисках одноцветных фотоионизационных схем с использованием лазера на красителе “Стильбен 3” энергия лазера соответствовала 10 мкДж/имп. Выбор такого значения был обусловлен тем, что при более высокой энергии сигнал от нерезонансной фотоионизации превалировал над резонансным сигналом. И наоборот, снижение энергии было недопустимо, т.к. ионизация атома была

неэффективной.
На рис. 20 (снизу) представлены идентифицированные схемы возбуждения и ионизации, оптический скан лазера представлен сверху. Результаты определения длины волны первого перехода, а таюке относительная интенсивность и величина прироста сигнала по сравнению с фоном от нерезонансных ионов представлены в табл. 1.
Табл. 1. Длины волн первого перехода одноцветной резонансной фотоионизациопной схемы с применением лазера №1, а также его относительные интенсивности и величины прироста сигнала по сравнению с нерезонансным фоном
№ пт ст'1 Е- началь- пый уровень См1 Е- конеч- ный уровень См1 Опт. интен- сивность При- рост сигнала
1. 424,23 23572,08 0 23572,1 287 1,8
2. 423,53 23611,28 4275,7 27886,9 481 2,3
3. 423,28 23624,60 7645,6 31270,3 688 1,9
4. 422,36 23676,50 3800,8 27477,3 910 1,5
5. 422,11 23690,21 4275,7 27965,9 1000 1,8