×
20.10.2014
216.012.ff2a

СПОСОБ ЛАЗЕРНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ ВОДОРОДА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к молекулярной физике, а именно к области разделения изотопов водорода, и может быть использовано для выделения изотопа дейтерия D. Способ лазерного разделения изотопов водорода включает облучение исходного газа в качестве которого используется хлористый водород НСl резонансным инфракрасным излучением длиной волны 4,662 мкм, последующее воздействие лазерным излучением оптического или инфракрасного диапазона интенсивностью превышающей 10 Вт/см и экстракцию образованных положительных ионов, причем время между воздействиями резонансного инфракрасного и лазерного излучений не должно превышать время распада колебательного состояния хлорида дейтерия DCl. Изобретение обеспечивает повышение эффективности разделения изотопов водорода. 1 ил.
Основные результаты: Способ лазерного разделения изотопов водорода, включающий облучение исходного газа резонансным инфракрасным излучением, последующее воздействие лазерным излучением и экстракцию образованных положительных ионов, отличающийся тем, что в качестве исходного газа используется хлористый водород (НСl), длина волны резонансного инфракрасного излучения 4,662 мкм, диапазон лазерного излучения оптический или инфракрасный, а интенсивность превышает 10 Вт/см, причем время между воздействиями резонансного инфракрасного и лазерного излучений не должно превышать время распада колебательного состояния DCl.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к молекулярной физике, а именно к области разделения изотопов водорода, и может быть использовано для выделения изотопа дейтерия D.

Известны химические способы разделения изотопов водорода [патент РФ 2201283, МПК B01D 59/04 от 21.11.2001], при котором два сырьевых потока из протия, трития и дейтерия перерабатываются в колоннах криогенной ректификации и блоках гомомолекулярного изотопного обмена. Недостатком этого способа является высокая стоимость процесса разделения.

Известны способы разделения изотопов водорода с помощью инфракрасной лазерной технологии в сочетании с химическими процессами. В частности, в патенте СА1103614 [МПК B01D59/34, С01В 4/00, С01В 5/02 от 1977-12-01] уксусная или муравьиная кислота, содержащие соединения дейтерированных и гидрогенизированных кислот, подвергаются облучению с длиной волны в инфракрасном спектре от 9,2 до 10,8 мкм, для получения гидроксида дейтерия и гидрида дейтерия соответственно. В патенте СА1085341 [МПК B01D 59/34, С01В 4/00, С01В 5/02, H01S 3/00 от 1976-07-19] дейтерий из природных источников выделяют с использованием настроенных инфракрасных лазеров, и молекулы, содержащие дейтерий, отделяются от исходного материала путем абсорбции, дистилляции или других химических методов.

Методы лазерного разделения изотопов являются эффективными методами получения химических элементов определенного изотопического состава [Летохов B.C., Мур С.Б. Квантовая электроника, т.3, вып.3, 4, 1976], что связано с возможностью значительного изотопического обогащения за один цикл. Лазерные методы разделения изотопов основаны на селективном возбуждении лазерным излучением электронных или колебательных уровней атомов или молекул определенного изотопического состава. Метод избирательной стимуляции одного молекулярного компонента в смеси [WО 9712373, B01D 53/00, B01D 59/34, G01N 21/63 от 1997-04-03] предполагает переход обоих компонентов в первое возбужденное состояние при первом импульсе лазерного излучения и выборочный переход одного компонента во второе возбужденное состояние при втором импульсе лазерного излучения длительностью 10-15c. Время между двумя импульсами должно быть равно целому числу полупериодов резонансного периода выбранного компонента.

Известен способ [патент GB1473330, МПК B01D 59/34, B01J 19/12, G02B 27/00, H01S 3/00, H01S 3/094, H01S 3/22 от 23.10.1973] лазерного разделения изотопов, взятый за прототип, основанный на изотопически-селективном возбуждении молекул газовой фазы в процессе инфракрасного поглощения фотонов, который включает в себя следующие стадии: облучение молекул ПК-излучением с помощью ИК-лазера при интенсивности, по крайней мере, 104 Вт/см2 от 10-10 до 5×10-5 c, причем молекулы, содержащие желаемый изотоп или изотопы, преимущественно возбуждены резонансным излучением и поглощают больше чем один квант ПК-излучения; преобразование возбужденных молекул в процессе облучения лазером оптического или УФ-диапазона для осуществления фотодиссоциации, в котором возбужденные молекулы могут быть отделены от невозбужденных.

Селективное колебательное возбуждение считается наиболее трудным методом [Летохов B.C., Мур С.Б., цит.соч., стр.253]. Это связано с тем, что, несмотря на простоту селективного колебательного возбуждения, затруднено дальнейшее выделение колебательно возбужденных молекул.

Задачей изобретения является устранение недостатков, присущих прототипу.

Технический результат заключается в повышении эффективности выделения изотопа водорода лазерным разделением.

Технический результат достигается тем, что в способе лазерного разделения изотопов водорода, включающем облучение исходного газа резонансным инфракрасным излучением, последующее воздействие лазерным излучением и экстракцию образованных положительных ионов согласно изобретению в качестве исходного газа используется хлористый водород (НСl), длина волны резонансного инфракрасного излучения 4,662 мкм, диапазон лазерного излучения оптический или инфракрасный, а интенсивность превышает 1013 Вт/см2, причем время между воздействиями резонансного инфракрасного и лазерного излучений не должно превышать время распада колебательного состояния DC1.

Предлагается использовать эффект антистоксова усиления туннельной ионизации молекул. Этот эффект, предложенный и описанный в работе [Komev A.S., Zon B.A. Phys. Rev. A 86, 043401 (2012)], состоит в значительном увеличении вероятности туннельного эффекта в лазерном поле для колебательно-возбужденных молекул. При туннельном эффекте в лазерном поле возможен неупругий процесс, когда часть энергии передается туннелирующему электрону от иных степеней свободы в атомах [Komev A.S. et al., Phys. Rev. A 68, 065403 (2003); 69, 065401 (2004); 79, 063405 (2009); 84, 053424 (2011); 85, 035402 (2012)] или молекулах [Komev A.S., Zon B.A., Phys. Rev. A 86, 043401 (2012)]. Для молекул такими иными степенями свободы могут являться колебательные степени свободы ядер атомов, образующих молекулу. Предварительное возбуждение ядерных колебаний позволяет в результате туннельного эффекта образовывать ионы с преимущественным содержанием определенных изотопов, поскольку нейтральные молекулы разного изотопического состава имеют различные частоты колебательных переходов.

На Фиг.1 показана зависимость отношения вероятности образования ионов DCF+ из возбужденного колебательного состояния (vi=1) к вероятности образования ионов НСl+ из основного колебательного состояния {Vi=0) от интенсивности лазерного излучения I [Вт/см2].

Газообразный хлористый водород, содержащий дейтерий (в природном водороде дейтерий составляет примерно 1,5%), облучается инфракрасным излучением с длиной волны 4,662 мкм для заселения первого колебательного состояния молекулы DC1. После этого на объем газа, подвергшийся облучению с указанной выше длиной волны, воздействуют лазерным излучением оптического или ИК-диапазона, причем интенсивность излучения I должна быть достаточно высокой, чтобы ионизация проходила вследствие туннельного эффекта, т.е. удовлетворять неравенству

,

где E0 - потенциал ионизации молекулы; λ - длина волны ионизирующего излучения; α=0,529 Ǻ =0,529×10-10 м - атомная единица длины (боровский радиус); Еα=27,2 эВ =4,36×10-18 Дж - атомная единица энергии; Iα=3,51×1016 Вт см-2=3,51×1020Втм-2- атомная единица интенсивности; αe=7,23×10-3 - постоянная тонкой структуры.

Для молекулы хлористого водорода НСl и ее изотопической модификации DC1 эта интенсивность должна превышать 4×1013 Вт/см2 при длине волны ионизирующего излучения 1,3 мкм или 1,6×1013Вт/см2 при длине волны ионизирующего излучения 2,0 мкм. Интервал времени между облучением резонансным инфракрасным излучением и мощным лазерным излучением не должен превышать времени жизни колебательного состояния, зависящего от давления и температуры газа. Вследствие туннельного эффекта преимущественно ионизуются колебательно-возбужденные молекулы, то есть молекулы DC1. Далее путем экстракции положительных ионов получают хлористый водород с повышенным, по сравнению с природным, содержанием дейтерия.

Из зависимости на Фиг.1 видно, что в оптимальных условиях, при интенсивности лазерного излучения ~1013 Вт/см2, вероятность образования ионов DCF превышает вероятность образования ионов НС1+ больше чем на 20%.

Способ лазерного разделения изотопов водорода, включающий облучение исходного газа резонансным инфракрасным излучением, последующее воздействие лазерным излучением и экстракцию образованных положительных ионов, отличающийся тем, что в качестве исходного газа используется хлористый водород (НСl), длина волны резонансного инфракрасного излучения 4,662 мкм, диапазон лазерного излучения оптический или инфракрасный, а интенсивность превышает 10 Вт/см, причем время между воздействиями резонансного инфракрасного и лазерного излучений не должно превышать время распада колебательного состояния DCl.
СПОСОБ ЛАЗЕРНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ ВОДОРОДА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 59.
20.06.2013
№216.012.4c2d

Способ получения замещенных пиримидин-5-илкарбоновых кислот

Изобретение относится к способу получения замещенных пиримидин-5-илкарбоновых кислот формулы I и может быть использовано в области органической химии. Способ осуществляют путем взаимодействия N-замещенных гуанидинов и гетариламидинов с этоксиметиленпроизводными 1,3-кетоэфиров согласно схеме,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485083
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4e16

Способ оптимизации управления компьютером

Изобретение относится к области информационных технологий. Техническим результатом является оптимизация работы компьютера. Способ оптимизации управления компьютером заключается в анализе используемых каждой программой (процессом) ресурсов: загрузка центрального процессора, объем используемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485572
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.08.2013
№216.012.62a6

Способ использования соединений хинолинового ряда в качестве стимулятора роста для однолетника сальвия блестящая

Изобретение относится к цветоводству. В качестве стимулятора роста однолетника сальвия блестящая (Salvia splendens Ker Gawl.) используют одно из соединений хинолинового ряда 6-гидроксил-2,2,4-триметил-1,2,3,4-тетрагидрохинолин при концентрации 0,01-0,05% или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490891
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.62a7

Стимулятор роста для видов рода rhododendron l.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Применение в качестве стимулятора роста для видов рода Rhododendron L. (семейство Ericaceae D.C.) одного из соединений 2,2,4-триметил-1,2,3,4-тетрагидрохинолин и 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин при концентрации 0,1%. Изобретение позволяет повысить...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490892
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.62a8

Способ использования соединений ряда пиримидин-карбоновых кислот в качестве стимулятора роста для однолетника бархатца отклоненного

Изобретение относится к цветоводству. В качестве стимулятора роста однолетника бархатца отклоненного (Tagetes patula L.) используют одно из соединений ряда пиримидин-карбоновых кислот 2-бензиламино-4-метилпиримидин-5-илкарбоновую кислоту в концентрации 0,05% и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490893
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.09.2013
№216.012.66e6

Способ получения мезопористого сорбента

Изобретение относится к способам получения сорбентов с высокоупорядоченной структурой типа MCM-41. Предложен способ получения мезопористых материалов с добавкой кверцетина и (+)-катехина в процессе синтеза. Способ включает в себя приготовление реакционной смеси на основе Ludox-HS-40, CTABr,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491989
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.11.2013
№216.012.820c

Способ использования отходов маслоэкстракционного производства как удобрения для выращивания томатов на черноземе

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ использования отходов маслоэкстракционного производства как удобрение для выращивания томатов на черноземе заключается во внесении удобрений в почву, причем в качестве удобрения вносят золу лузги подсолнечника под каждый куст локально в дозе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498968
Дата охранного документа: 20.11.2013
10.02.2014
№216.012.9fed

Способ выявления психотропной активности лекарственных и нелекарственных веществ

Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной фармакологии. Для выявления психотропных свойств изучаемых веществ осуществляют моделирование эмоционально-физической стрессовой ситуации, достигаемой помещением животных в цилиндр с холодной водой. Регистрируют время решения и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506649
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.02.2014
№216.012.9ff1

Устройство формирования изображения

Изобретение относится к устройствам формирования изображения и может быть использовано, например, в рекламных устройствах для отображения с помощью светоизлучающих элементов видеоинформации. Второй стаканообразный кожух содержит отверстие в центре дна и установлен вверх дном на кольцевое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506653
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.04.2014
№216.012.b40c

Термический метаматериал

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к материалу, излучающая/поглощающая способность которого близка к излучающей/поглощающей способности абсолютно черного тела. Метаматериал представляет собой периодически чередующиеся полоски проводящего материала (металла) и диэлектрика, причем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511809
Дата охранного документа: 10.04.2014
Показаны записи 1-10 из 63.
10.01.2013
№216.012.1761

Композиция комплекса сукцината хитозана и диоксидина с хлоргексидином, обладающая антибактериальным и ранозаживляющим эффектом

Изобретение относится к медицине. Описан комплекс сукцината хитозана и диоксидина с хлоргексидином при массовом соотношении сукцината хитозана с диоксидином 4,25-6:1 и хлоргексидином 60-85,0:1 соответственно. Комплекс проявляет выраженный ранозаживляющий эффект, который проявляется в быстром...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471477
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.04.2013
№216.012.36d5

Способ получения водорастворимых олигомерных гомологов хитозана в гетерогенной системе

Изобретение относится к области химии биополимеров и может быть использовано в медицине, ветеринарии и космецевтике. Способ предусматривает деполимеризацию высокомолекулярного хитозана перекисью водорода. Процесс деполимеризации хитозана проводят в двухфазной системе. Твердой фазой является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479590
Дата охранного документа: 20.04.2013
20.06.2013
№216.012.4c2d

Способ получения замещенных пиримидин-5-илкарбоновых кислот

Изобретение относится к способу получения замещенных пиримидин-5-илкарбоновых кислот формулы I и может быть использовано в области органической химии. Способ осуществляют путем взаимодействия N-замещенных гуанидинов и гетариламидинов с этоксиметиленпроизводными 1,3-кетоэфиров согласно схеме,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485083
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4e16

Способ оптимизации управления компьютером

Изобретение относится к области информационных технологий. Техническим результатом является оптимизация работы компьютера. Способ оптимизации управления компьютером заключается в анализе используемых каждой программой (процессом) ресурсов: загрузка центрального процессора, объем используемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485572
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.08.2013
№216.012.62a6

Способ использования соединений хинолинового ряда в качестве стимулятора роста для однолетника сальвия блестящая

Изобретение относится к цветоводству. В качестве стимулятора роста однолетника сальвия блестящая (Salvia splendens Ker Gawl.) используют одно из соединений хинолинового ряда 6-гидроксил-2,2,4-триметил-1,2,3,4-тетрагидрохинолин при концентрации 0,01-0,05% или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490891
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.62a7

Стимулятор роста для видов рода rhododendron l.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Применение в качестве стимулятора роста для видов рода Rhododendron L. (семейство Ericaceae D.C.) одного из соединений 2,2,4-триметил-1,2,3,4-тетрагидрохинолин и 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин при концентрации 0,1%. Изобретение позволяет повысить...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490892
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.62a8

Способ использования соединений ряда пиримидин-карбоновых кислот в качестве стимулятора роста для однолетника бархатца отклоненного

Изобретение относится к цветоводству. В качестве стимулятора роста однолетника бархатца отклоненного (Tagetes patula L.) используют одно из соединений ряда пиримидин-карбоновых кислот 2-бензиламино-4-метилпиримидин-5-илкарбоновую кислоту в концентрации 0,05% и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490893
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.09.2013
№216.012.66e6

Способ получения мезопористого сорбента

Изобретение относится к способам получения сорбентов с высокоупорядоченной структурой типа MCM-41. Предложен способ получения мезопористых материалов с добавкой кверцетина и (+)-катехина в процессе синтеза. Способ включает в себя приготовление реакционной смеси на основе Ludox-HS-40, CTABr,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491989
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.11.2013
№216.012.820c

Способ использования отходов маслоэкстракционного производства как удобрения для выращивания томатов на черноземе

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ использования отходов маслоэкстракционного производства как удобрение для выращивания томатов на черноземе заключается во внесении удобрений в почву, причем в качестве удобрения вносят золу лузги подсолнечника под каждый куст локально в дозе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498968
Дата охранного документа: 20.11.2013
10.02.2014
№216.012.9fed

Способ выявления психотропной активности лекарственных и нелекарственных веществ

Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной фармакологии. Для выявления психотропных свойств изучаемых веществ осуществляют моделирование эмоционально-физической стрессовой ситуации, достигаемой помещением животных в цилиндр с холодной водой. Регистрируют время решения и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506649
Дата охранного документа: 10.02.2014
+ добавить свой РИД