Физические аспекты применения лазеров в современных ядерных технологиях

• Автор: Семерок, Александр Федорович
• Шифр специальности: 01.00.00
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Франция
• Количество страниц: 350 с. : ил

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1. РАЗРАБОТКА ИСТОЧНИКА ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ МОЛЕКУЛЯРНОГО МЕТОДА РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ УРАНА

1.1. Введение

1.2. Эксперимент

1.3. Экспериментальные результаты

1.4. Теоретические аспекты

1.5. Заключение

2. ЛАЗЕРНОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ ИЗОТОПОВ В ПАРАХ АТОМОВ

2.1. Введение

2.2. Экспериментальные результаты и их обсуждение

2.3. Заключение

3. ЛАЗЕРНАЯ ДИАГНОСТИКА ПЛАЗМЫ В СИЛЬНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ
3.1. Метод ионно-циклотронного резонанса для разделения изотопов
3.2. Лазерная система для диагностики плазмы
3.3. Экспериментальные результаты
3.4. Теоретические аспекты
3.5. Заключение
4. МЕТОД ВРЕМЯ-ПРОЛЕТНОЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ИЗОТОПОВ УРАНА
4.1. Введение
4.2. Экспериментальная установка
4.3. Экспериментальные результаты
4.4. Теоретическая модель фотоионизации атомов урана
4.5. Заключение
5. МЕТОД ОПТИЧЕСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ ЛАЗЕРНОЙ ПЛАЗМЫ ДЛЯ ЭЛЕМЕНТНОГО АНАЛИЗА ВЕЩЕСТВ
. Введение
Экспериментальная установка
Экспериментальные результаты и их обсуждение
жлючение
6. 2 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
со £
О £
7. I I '. ПУБЛИКАЦИЙ.
8. ИЛОЖЕНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы.
Лазерные методы находят все более широкое применение в современных технологиях. Так, например, в ядерных технологиях они используются для изотопного и элементного анализа радиоактивных веществ и конструкционных элементов, очистки радиоактивно загрязненных поверхностей, дистанционного контроля технологических процессов, контроля окружающей среды и т.д. Достижения в области фундаментальных и прикладных лазерных исследований приводят к открытию и развитию новых лазерно-ядерных технологий, таких, например, как лазерное разделение стабильных и радиоактивных изотопов. За время своей работы в двух ведущих научных ядерных центрах - ИАЭ им. И.В.Курчатова (Москва, Россия) и Комиссии по атомной энергии (Сакле, Франция) - автор данной работы принимал активное участие в разработке и исследовании лазерных методов в приложении к различным ядерным технологиям. Результаты этих исследований легли в основу диссертации.
Цель работы состояла в разработке и исследовании лазерных методов и их применений в следующих областях ядерных технологий:
1. разделение изотопов урана лазерно-молекулярным методом;
2. лазерное разделение изотопов в парах атомов;
3. лазерная диагностика плазмы при разделении изотопов методом ионноциклотронного резонанса;
4. изотопный анализ малых относительных концентраций изотопов урана в технологическом процессе его обогащения лазерным методом;
5. микроанализ ядерного топлива и конструкционных элементов.
В работах по разделению изотопов (молекул или атомов) лазерными методами ставилась задача создать и экспериментально исследовать источники когерентного излучения, удовлетворяющие требованиям технологических испытаний этих методов. В ходе отработки и практической реализации диагностики плазмы в процессе разделения изотопов методом ионно-циклотронного резонанса было необходимо не только предложить обоснованную концепцию метода лазерной диагностики, но и теоретически обосновать его в применении к ионам плазмы в сильном магнитном поле (>1 Тесла). Метод лазерной флуоресценции был впервые применен для диагностики плазмы крупномасштабной установки SUPER-ERIC (Франция). Для оперативного

X ( НМ )
Рис. 5.7. Спектральная форма аналитической линии 510 нм атомов, полученная при различных задержках регистрации. Мишень - 10%Си в А1, 1 Атм. аргона, лазер - 55 фс, 800 нм, 50 импульсов с энергией 100 мкДж.
% Си в А1 мишени
Рис. 5.8. Калибрационная кривая, полученная с абсолютным значением аналитической линии 510 нм атомов Си. Мншень - примесь Си в А1 матрице, 1 Атм. аргона, лазер - 55 фс, 800 нм, 50 импульсов с энергией 100 мкДж, ОМА - задержка 0 не, время регистрации 1000 не.