Studies for isotope separation of radioactive waste

放射性廃棄物の同位体分離のための研究

横山 啓一  ; 笠嶋 辰也; 松岡 雷士; 橋本 雅史; 坪内 雅明; 杉山 僚; 横山 淳

Yokoyama, Keiichi; Kasajima, Tatsuya; Matsuoka, Leo; Hashimoto, Masashi; Tsubouchi, Masaaki; Sugiyama, Akira; Yokoyama, Atsushi

長寿命核分裂生成物の同位体分離を実現するためには技術革新を必要とする。量子制御はそのようなブレークスルーを起こす可能性がある。われわれは二原子分子の回転状態のカスケード励起に基づく新しい同位体選択スキームを提案した。これを確かめるための原理実証試験と必要な光源開発に着手した。原理実証試験では、チタンサファイアレーザーを用いたラマン散乱による回転カスケードの実証実験を行う。現在、これに必要となる回転状態分布測定方法の開発を進めている。フェムト秒コヒーレントアンチストークスラマン散乱による窒素分子の回転状態測定実験の現状について報告する。また、高出力テラヘルツ波源の開発状況についても紹介する。その中で特に、ZnTe及びLiNbO結晶中で光整流に基づくテラヘルツ波発生試験と高出力ピコ秒レーザーの開発計画について述べる。

Technological innovation in the isotope separation of long-lived fission products is demanded. Quantum control may provide a breakthrough in such technology. Recently, we proposed a novel scheme based on cascaded excitation of rotation in diatomic molecules. Both (1) demonstration of quantum walk by Raman transition using a conventional Ti:Sapphire laser and (2) development of high-power terahertz-wave source are concurrently proceeded. (1) Cascaded excitation of rotation in the nitrogen molecule N will be induced by impulsive Raman transitions. At present, we are developing a method to observe the incoherent population distribution among rotational states, which involves femotosecond coherent anti-Stokes Raman scattering. Also, current status of (2) development of high-power terahertz-wave source will be briefly introduced, including optical rectification in ZnTe and LiNbO crystals and a plan for construction of a high-power, picosecond laser as a driver laser.