Лазерное разделение изотопов в атомной энергетике

Большой выход D был получен при МФД фтороформа. CF₃D имеет сильные линии поглощения совпадающие с несколькими линиями R-ветви полосы 10,4 мкм CO₂ (σ ∼ 3·10⁻¹⁹ см²), тогда как CF₃H почти прозрачен в этой области (σ ∼ 4·10⁻²³ см²). Облучение на этих частотах (ν ∼ 970 см ⁻¹) поэтому вызывает эффективную МФД

CF₃D + nhv → : CF₂ + DF

с последующей реакцией

2 : CF₂ → C₂F₄

Установлено, что диссоциация CF₃D значительно усиливается при добавлении в качестве буферного газа Ar при давлении выше предельно допустимого для CF₃D. Это связано с влиянием вращательной релаксации на увеличение доли молекул, которые могут поглотить ИК-фотоны. Показано, что при оптимальном давлении Ar и плотности энергии в фокусе лазерного луча 30 Дж/см² распадается 100 % молекул CF₃D. При отсутствии дезактивирующих соударений для достижения такого же эффекта требуется уже 180 Дж/см², а при плотности энергии 30 Дж/см² в этом случае происходит распад только 2 % молекул.

Благодаря высоким коэффициентам обогащения, достигаемым методом многофотонной диссоциации, рассматривается возможность использования этого метода при создании промышленных установок по разделению H и D.

Лазерное разделение изотопов углерода

В природе существует два стабильных изотопа углерода: ¹³С и ¹²С, с естественным содержанием 1,1 % и 98,9 % соответственно. Изотоп ¹³С широко применяется в медицине для диагностики ряда заболеваний и в биологических исследованиях. Используется многофотонная диссоциация молекулы CF₂HCl (фреон-22) излучением CO₂-лазера. При ИК МФД CF₂HCl образуются радикалы CF₂, которые затем рекомбинируют в C₂F₄:

Коэффициент обогащения β ∼ 10²–10³ при плотности энергии лазерного излучения 5–10 Дж · см ^–2.