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光誘導ドリフト効果による同位体分離に関する基礎研究

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石井 克典 ; 山口 大美 ; 鈴木 政浩 ; 須藤 収

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15NH3の光ドリフト効果(LID)による窒素15の同位体分離の予備試験として、13CH3Fの光ドリフト効果による炭素13の同位体分離の基礎試験を実施し、以下の知見が得られた。(1)濃度差$$Delta$$na(個/cm3)は吸収パワー密度$$Delta$$S(W/cm2)に比例し、他の実験研究例と同様に、LIDの理論式に従うことを確認した。(2)単位吸収パワー密度あたりの濃度差$$Delta$$na/$$Delta$$S(個/W/cm)の圧力依存性を調べたところ0.5Torr付近で極大値をとることがわかった。0.5Torr以上で減少するのは、吸収スペクトル幅の圧力広がりの増加によるものと考えられる。0.5Torr以下で減少するのは、吸収の飽和によるパワー広がりの増加によるものと考えられる。(3)同位体選択性Sは$$Delta$$na/$$Delta$$Sの場合と同様に0.5Torr程度で極大値(約1.18)をとる。(4)両端の濃度差$$Delta$$naが平衡に達するまでに要する時間は圧力に対して単調に増加する。さらに、Folinらの研究を参考に、15NH3の光誘導ドリフトによる窒素15の同位体分離に関する基礎試験を実施した。この方法により窒素15の分離が原理的に可能であることを確認し、分離係数やエネルギー効率等のデータを取得した。この試験で確認できた分離係数は、最大で1.14であった。

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