Инициируемые лазером реакции

Разделение изотопов может произойти в том случае, если скорость реакции возбуждённых атомов или молекул с определённым реагентом превышает скорость реакции атомов или молекул, находящихся в основном состоянии. Селективность процесса обеспечивается возбуждением только одного выбранного изотопа, принимающего участие в последующей фотохимической реакции.

Возбуждение более высокого энергетического состояния ещё не гарантирует автоматического протекания реакции. Необходимо, чтобы скорость реакции v^∗ атома или молекулы в возбуждённом состоянии с реагентом C превышала не только скорость реакции v атома или молекулы, находящихся в основном состоянии, но и скорости релаксации и резонансной передачи возбуждения атомам или молекулам в основном состоянии.

Известно, что скорость реакции определяется, как

где k(А, C) — константа скорости реакции между атомом (молекулой) А и реагентом C; [А], [C] — концентрации соответственно атомов (молекул) и реагента.

В соответствии с уравнением Аррениуса константа скорости реакции даётся выражением:

где ζ — некоторый множитель, E_a — энергия активации, R — универсальная газовая постоянная.

Для описания скорости реакции, например, возбуждённой в колебательном спектре молекулы используем модифицированное уравнение Аррениуса:

далее предполагается, что ζ^∗ = ζ, E_a^∗ = E_a − αE_col, где α — эмпирический коэффициент, E_col — запасённая молекулой колебательная энергия.