" Н а у к а м о л о д ы х " , 2 6 н о я б р я 2 0 1 9 г . , А р з а м а с
П о с в я щ а е т с я 8 5 - л е т и ю в ы с ш е г о п е д а г о г и ч е с к о г о о б р а з о в а н и я в А р з а м а с е и
8 0 - л е т и ю п р о ф е с с о р а В я ч е с л а в а П а в л о в и ч а П у ч к о в а
316
Действительно, в оптическом методе для выделения изотопа необходимо
затратить энергию немного превышающую потенциал ионизации атома, что
существенно
меньше
энергозатрат
газодиффузионного
способа
и
центрифугирования.
Селективный лазерный энерговклад гораздо более эффективен именно
потому, что он нацелен только на конкретный изотоп смеси и практически не
затрагивает остальные. Кроме того, для вывода установки лазерного разделения
изотопов в рабочий режим потребуется намного меньше времени по сравнению
с газодиффузионным методом и центрифугами.
Сущность оптического метода достаточно проста. Фотоионизация атомов
в переходе из основного состояния нейтрального атома в непрерывный спектр
иона не может быть селективной, но если атом предварительно возбудить в
одном из резонансных переходов, а затем ионизировать квантом излучения с
энергией, достаточной для ионизации возбужденного атома, то весь процесс
такой двухступенчатой ионизации становится избирательным.
Приведенное описание метода идеализировано. В реальности приходится
исключать различные паразитные эффекты, снижающие селективность, такие
как - резонансная передача возбуждения и перезарядка при газокинетических
соударениях в паре.
В ходе работы установки лазерного разделения изотопов происходит
изменение плотности атомного пара, «уход» частоты излучения лазеров и
другие негативные факторы. Все это влияет на конечный результат – чистоту
выделяемого изотопа.
Для предварительной настройки и контроля параметров лазерного
излучения служит масс-спектрометр. Это ключевой прибор для диагностики
работы установки в целом.
Масс-спектрометрия – наиболее универсальный метод анализа. Он
позволяет определять концентрацию практически всех изотопов. В нем
измеряется отношения массы заряженных частиц к их заряду [2].
Для получения масс-спектра нейтральные молекулы или атомы нужно
ионизовать, то есть получить заряженные частицы.
В статическом масс-спектрометре выделение ионов происходит за счет
линейно изменяющегося потенциала на электроде, вытягивающего ионы из
плазмы. Ионы разной массы попадают в различное время на электронный
усилитель (ВЭУ), который располагается на выходе ионопровода (рис. 1).
Регистрация масс-спектра осуществляется осциллографом.
