"Итоги науки и техники: Физика плазмы"

ред. А. И. Карчевский том 12 ВИНИТИ. Москва 1991г.

1. Введение
2. Разделение газовых смесей и изотопов в ВЧ-системах с бегущим магнитным полем
3. Разделение изотопов в разрядах постоянного тока
4. Общие положения теории разделения изотопов в газовой и плазменной фазах
5. Влияние «ионного ветра», термодиффузии и изотопного катафореза на разделение газовых и изотопных смесей в системах с бегущим магнитным полем
6. Расчет разделительных процессов в разрядах постоянного тока
7. Заключение
8. Список использованных источников информации

1. Первые эксперименты на импульсных установках
2. Разделение изотопов в стационарной слабоионизованной вращающейся плазме
3. Разделение изотопов в плазме вращающейся дуги
4. Разделение изотопов во вращающейся плазме пучково-плазменного разряда
5. Разделение изотопов во вращающейся в вакууме плазменной струе
6. Заключение
7. Список использованных источников информации

1. Введение
2. Основы ИЦР-метода разделения изотолов
3. Диагностика плазмы при селективном ионно-циклотронном нагреве
4. Источники плазмы для разделительных ИЦР-установок
5. Способы циклотронного нагрева ионов
6. Отборники изотопически селективно нагретых частиц
7. Заключение
8. Список использованных источников информации

Разделение изотопов представляет собой большую отрасль промышленности и не только военной (литий, уран), но и специальной атомной, необходимой для применения изотопов в медицине, в сельском хозяйстве, в крупных ядерно-физических экспериментах, в атомной промышленной энергетике. Существующие промышленные методы разделения изотопов (ионный обмен, газовые центрифуги, электромагнитные сепараторы) далеко не всегда могут удовлетворить потребности народного хозяйства. Это связано либо с чрезвычайно низкой производи- тельностью электромагнитного метода разделения, либо с отсутствием подходящих летучих соединений, необходимых для центробежного разделения. Исследование и развитие новых технологий разделения изотопов диктуется не только необходимостью расширения масштаба и ассортимента выпускаемого набора изотопически чистых материалов, но и возросшими требованиями уменьшения энергозатрат, экологии среды и замены устаревших технологий.

В настоящее время активно исследуются два перспективных подхода для разделения изотопов: лазерный метод разделения и разделение изотопов в плазме. Данный обзор посвящен итогам исследований в области разделения изотопов в плазме. Становление и развитие этих работ тесно связано с успехами, экспериментальных и теоретических исследований физики высокотемпературной плазмы, направленных на решение проблемы термоядерного синтеза.

Процесс создания газоразрядной плазмы, возбуждения в ней постоянного или ВЧ-тока приводит к развитию в плазме различных физических эффектов, в результате которых наблюдается пространственное разделение изотопов. Первичными причинами разделения изотопов в газоразрядной плазме могут быть и термодиффузионный механизм разделения изотопов, и масс-диффузионный механизм, связанный с переносом тока ионами плазмы. При определенных условиях в плазме прямого разряда может создаваться различие в степенях ионизации изотопных компонентов (эффект не связан, конечно, с изотопическим различием потенциалов ионизации), и последующий катафорез приводит к преимущественному переносу компонента с большей степенью ионизации вдоль плазменного Эти разнообразные физические процессы, приводящие к разделению изотопов в плазме, анализируются в первом разделе настоящего сборника (автор Потанин Е. П.).

Наиболее перспективными с точки зрения возможности промышленного использования выделялись два подхода в области плазменных методов разделения: разделение во вращающейся плазме (плазменная центрифуга) и разделение изотопов с помощью изотопически селективного нагрева ионов в плазме методом ионного циклотронного резонанса. Именно этим двум направлениям исследований посвящены второй (автор Устинов А. Л.) и третий (автор Муромкин Ю. А.) обзоры. Интерес к этим физическим исследованиям поддерживался в течение многих лет в Институте атомной энергии им. И. В. Курчатова покойным акад. И. К. Кикоиным, внимательно следившим за всеми альтернативными (газовой центрифуге) методами разделения изотопов и новыми идеями в этой области.

Специалисты в области физики плазмы найдут в этих обзорах интересный материал, демонстрирующий, как можно создать условия в плазме, при которых такой тонкий эффект, как разделение изотопических ионных компонент, может быть доведен до практического использования.

Наиболее перспективным в промышленном использовании, как показывают исследования, может стать метод ионного циклотронного резонансного нагрева в плазме, который может уже в настоящее время' стать конкурентоспособным по отношению к электромагнитному методу разделения изотопов.