Лазеры
<<  Лазеры Инжиниринговый центр инновационных лазерных технологий в машиностроении «КАИ - ЛАЗЕР»  >>
Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов
Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов
Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов
Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов
Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов
Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов
Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов
Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов
Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов
Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов
Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерный термоядерный синтез
Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерный термоядерный синтез
Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерная очистка поверхности
Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерная очистка поверхности
Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерная очистка поверхности
Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерная очистка поверхности
Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерная очистка поверхности
Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерная очистка поверхности
Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерная очистка поверхности
Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерная очистка поверхности
Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерная очистка поверхности
Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерная очистка поверхности

Презентация: «Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов». Автор: burunduk. Файл: «Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов.ppt». Размер zip-архива: 723 КБ.

Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов

содержание презентации «Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов.ppt»
СлайдТекст
1 Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов

Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов

Лазерное разделение изотопов - возможность селективного возбуждения лазерным излучением атомов и молекул определенного изотопного состава

Двухступенчатая селективная фотоионизация

Излучением первого лазера возбуждается уровень 1 изотопа А. Затем излучением второго лазера этот изотоп ионизуется, после чего выводится из смеси различными методами

2 Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов

Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов

Пучок атомов влетает с определенной скоростью v в область взаимодействия с лазерным излучением, длина которой равна L вдоль по поток

Пучок последовательно взаимодействует с излучением двух лазеров, в результате чего на выходе из области взаимодействия концентрация ионов нужного изотопа увеличивается

3 Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов

Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов

Многоступенчатая фотоионизация – излучение нескольких лазеров последовательно переводит атомы нужного изотопа в возбужденные состояния. На последнем шаге атом ионизируется

Столкновение возбужденного лазерным излучением изотопа с частицей буферного атома в скрещенных пучках, в результате которого происходит ионизация:

Ионизация возбужденных изотопов в сильных электростатических полях: излучением лазера (или нескольких лазеров) возбуждаются состояния, близкие к энергии ионизации. Прикладываемое затем электрическое поле так меняет энергетические состояния атома, что возбужденное лазером состояние попадает в непрерывный спектр, и атом ионизируется

Многоступенчатая селективная фотоионизация может быть использована для разделения изотопов как атомов, так и молекул

4 Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов

Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов

Схема селективной фотодиссоциации палладия

Схема селективной фотодиссоциации иттербия

5 Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов

Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов

Одноступенчатые методы

1. Сначала излучением лазера нужный изотоп переводится в возбужденное состояние. Далее возбужденный изотоп вступает в химическую реакцию с неким веществом (если изотоп находится в основном состоянии, химическая реакция не идет) и переходит в другое агрегатное состояние

2. Одноступенчатая фотопредиссоциация: если возбужденное связанное электронное состояние молекулы пересекается с отталкивательным, то вероятность предиссоциации велика в небольшом диапазоне колебательных квантовых чисел возбужденного электронного состояния. Это позволяет изотопически-селективно возбуждать нужный диапазон колебательных состояний при получении смеси изотопов монохроматическим лазерным излучением

Пучковые методы

Химические реакции происходят в скрещенных молекулярных пучках. В пучках практически исключаются все столкновения, кроме столкновений между частицами-реагентами химических реакций

6 Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерный термоядерный синтез

Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерный термоядерный синтез

Управляемый термоядерный синтез - при синтезе ядер дейтерия и трития выделяется большое количество энергии – 17.6 МэВ в одной реакции

Для начала термоядерной реакции синтеза необходимо сблизить ядра дейтерия и трития на расстояния порядка 10-13 см – это можно обеспечить путем сильного нагрева и сжатия вещества

Идея лазерного термоядерного синтеза заключался в импульсном воздействии лазерным излучением на вещество (мишень), при котором за короткое время в малом объеме вещества создаются очень высокие плотности и температуры

Имеющиеся на сегодняшний день лазерные источники пока не позволяют приблизиться к требуемым плотностям и температурам термоядерного топлива. Для успешной реализации ЛТС необходимы лазеры с энергией в несколько МДж в импульсе длительностью в доли наносекунд и с частотой повторения импульсов в несколько герц

7 Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерная очистка поверхности

Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерная очистка поверхности

Очистка поверхностей - очистка от загрязнений, являющихся результатом различных аспектов человеческой деятельности

Традиционные способы очистки

Механическое удаление загрязнений

Химическое удаление загрязнений

Недостатки

1. В результате обработки поверхностей возникают большие объемы отработанных ядовитых или радиоактивных материалов, которые нужно в дальнейшем каким-либо образом утилизировать

2. Процесс очистки является небезопасным, поскольку при его проведении возможно разбрызгивание вредных веществ

3. В процессе дезактивации задействуется большое количество персонала, который при проведении работ подвергается воздействию вредных химических веществ и (или) радиационному облучению

8 Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерная очистка поверхности

Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерная очистка поверхности

Сущность метода лазерной очистки - при воздействии на поверхность импульсом лазера достаточной мощности излучение поглощается в тонком порверхностном слое, вызывая испарение и ионизацию вещества, которое вылетает с поверхности в виде плазменного факела

Для сбора разлетающихся частиц используются специальные коллекторы

Взаимодействие лазерного излучения с материалом

1. Испарение вещества с поверхностного слоя

2. Разогрев испаренной фракции лазерным излучением до состояния плазмы

3. Расширение плазменного факела в окружающую атмосферу

9 Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерная очистка поверхности

Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерная очистка поверхности

Наиболее широко распространенными в сегодняшних промышленных приложениях лазерами являются: лазер на двуокиси углерода (длина волны излучения 10.6 мкм), неодимовый лазер (1.06 мкм), эксимерные лазеры (190-350 нм). Длительности импульсов излучения находятся в интервале от пико- до наносекунд, характерные энергии в импульсе составляют несколько джоулей на единицу площади

Характерные параметры лазерной технологической установки

Высота установки составляет 2 м, ширина – 1.3 м, длина – 1.8 м. В качестве лазерного источника используется промышленный XeCl лазер марки CILAS 635, излучающий на длине волны 308 нм в виде импульсов длительностью 70 нс с частотой повторения 400 Гц и средней мощностью импульса 1 кВт. Длительность волоконного световода составляет 5 м. В состав установки входят насос с фильтром, предназначенный для сбора удаляемых с поверхностей загрязнений и робот-манипулятор, обеспечивающий дистанционное управление процессом очистки. Данная установка в зависимости от вида загрязнений способна очищать поверхности со скоростями от 2 м2/ч до 6 м2/ч.

10 Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерная очистка поверхности

Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерная очистка поверхности

Внешний вид лазерной технологической установки

11 Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерная очистка поверхности

Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерная очистка поверхности

Участок окисленной пверхности образца нержавеющей стали до (слева) и после (справа) очистки

«Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов»
http://900igr.net/prezentacija/fizika/primenenie-lazerov-v-jadernykh-tekhnologijakh-lazernoe-razdelenie-izotopov-221413.html
cсылка на страницу
Урок

Физика

134 темы
Слайды
900igr.net > Презентации по физике > Лазеры > Применение лазеров в ядерных технологиях Лазерное разделение изотопов