Separación de isótopos mediante láser

Miguel A. Loredo R.

Introducción Isótopo: químicamente

indistin-guible, físicamente distingui-ble (diferente masa).

Estables 300, inestables 1200. Radiactivos (α, β, γ)

Principales aplicaciones en medicina, energía eléctrica, milicia, etc

Tecnología desarrollada para el isótopo de U238, principal-mente para el U235

H1 H2 H3

Grados de enriquecimiento

Uranio ligeramente enriquecido: concentración de U-235 entre 0,9 y 2%, combustible de uranio natural en algunos reactores de agua pesada.

Uranio de bajo enriquecimiento: uso en los reactores de agua ligera, reactores para investigación 12 al 19% de U235.

Uranio altamente enriquecido: uranio fisible para armas nucleares

Métodos de enriquecimiento

Requieren intensas energías, los dos isótopos son muy similares en peso: el U235 es sólo 1,26% menos pesado que el U238

Difusión térmica Difusión gaseosa Gas centrifugado Centrifugado rápido Procesos aerodinámicos Separación electromagnética Separación por láser

Separación de isótopos mediante procesos láser LIS

Consiste en la ionización de isótopos una especie de átomos

LIS consiste en tres procesos: Sistema de evaporación

Haz de electrones térmales Láser sintonizable

Modulado por una rejilla Selector de iones

Placas cargadas Molecular Laser Isotope Separation

MLIS Atomic Vapor Laser Isotope Separation

AVLIS

MLIS Ionización de la molécula de

UF6

Región de vibración 15.3 a 16.3μm

Medios de alta ganancia (kW) Haz de electrones 300K Dos sistemas láser: Láser TEA

CO2 y CF4

Placas ionizadas

Láseres TEA CO2 y CF4

AVLIS Vapor de Uranio puro Excitación del átomo de uranio

en forma de casca Dos sistemas láser: láser de

tinte bombeado por un láser de vapor de cobre.

Recolector de iones.

Láseres de vapor de cobre y de tinte

Estos métodos también separan otros isótopos, como los de azufre, radio, berilio, etc.

Existen otros arreglos que eficientan los arreglos anteriores, como lo es el SILEX, pero solo algunos se han hecho comerciales.