Оптимальна лазерно-фотоіонізаційна схема розділення важких ізотопів в газових сепараторних приладах

Автор(и)

  • О.В. Глушков
  • О.Ю. Хецеліус
  • Г.О. Кузнєцова
  • А.А. Свинаренко
  • В.Б. Терновський

DOI:

https://doi.org/10.18524/0367-1631.2021.59.227379

Ключові слова:

газовий сепаратор, поділення ізотопів, метод лазерної фотоіонізації, терія оптимального управління

Анотація

Запропоновано ефективний підхід до визначення параметрів оптимальних схем методу лазерної селективної фотоіонізації атомів (елементів і ізотопів) з кінцевою іонізацією за рахунок зіткнень, іонізацією імпульсним електричним полем, іонізацією через високо лежачі (рідбергівські) стани і вузькі автоіонізаційні резонанси для поділення важких ізотопів в газових сепараторних пристроях. На основі теорії оптимального управління і розроблених раніше квантових моделей обчислення характеристик елементарних атомних процесів чисельно реалізовані оптимізаційні моделі поділення ізотопів в схемі селективної лазерної фотоіонізації з іонізацією за рахунок зіткнень в газових сумішах, іонізацією імпульсним електричним полем, автоіонізацією і т.і. Отримані дані кількісно підтверджують перспективність методу лазерної фотоіонізації з кінцевої іонізацією за рахунок зіткнень, іонізацією імпульсним електричним полем, іонізацією через рідбергівські стани та вузькі автоіонізаційні резонанси і дають набір параметрів шуканих оптимальних схем, зокрема, оптимальної форми лазерного імпульсу для  ізотопів рубідію та урану.

Посилання

Letokhov V.S., Nonlinear Selective Photoprocesses in atoms and molecules. –Мoscow, 1983.

Bagratashvili V.N., Letokhov V.S., Makarov A.A., Ryabov E.A., Multiple Photon infrared Laser Photophysics and Photochemistry. –N-Y, Acad.Publ., 1995.

Bokhan P.A., Buchanov V., Fateev N., Kalugin M., Kazaryan M., Prokhorov A.M., Zakrevskў D., Laser Isotope Separation in Atomic Vapor- N.-Y., Wiley, 2006.

Ryabov E.A., Laser separation of isotopes on the basis of IR multi-photon dissociation of molecules // Phys. Uspekhi. –2004. –Vol.174. –P.684-688.

Khetselius O.Yu., Hyperfine structure of atomic spectra.-Odessa: Astroprint, 2008.

Stoll W. Present Status of industrial Isotope separation by laser technology // Atomic and Molecular Pulsed Lasers. –Tomsk: SO RAN, –2001.

Buchanov V.V., Kazaryan M., Kalugin M., Prokhorov A.M., Laser separation of Silicon Isotopes by the AVLIS Technology // Atomic and Molecular Pulsed Lasers. –Tomsk: SO RAN, –2001.

Khetselius O.Yu., Ambrosov S. V., Lopatkin Yu.M., Svinarenko A.A., Laser photoionization isotope separation technology and new principal scheme for  -laser on quickly decayed nuclear isomers with autoionization sorting of highly excited atoms/ // Photoelectronics.- 2010.-N19.-P.70-73.

Ambrosov S.V. New optimal scheme for gases and isotopes optically discharged separation with penning and stochastic collisional ionization // Phys.Aerodisp.Syst. –2003. –N40. –P.340-352.

Ambrosov S., Selective Photoionization of atoms: resonant re-charging in vapours of alkali elements and uranium // Photoelectronics. –2002. –Vol.11. –P.40-45.

Krasnov I.V., Shaparev N.Ya., Shkedov I.M. Optimal laser effects.- Novosibirsk: Nauka, 1989.

Glushkov A.V., Ambrosov S.V., Shpinareva I.M., Quantum modelling and optimal governing by selective atomic photoprocesses.- Odessa: TEC, 2004.

Glushkov A.V., Ambrosov S.V., Shpinareva I.M., Non-linear Selective Photoprocesses in Atoms and Molecules and their Optimal Governing. Optimized Isotope Separation Schemes // Atom. and Molec. Pulsed Lasers. –Tomsk: SO RAN, –2001.

Glushkov A.V., Lepikh Ya.I., Ambrosov S.V., Khetselius O.Yu., New optimal schemes of the laser photoionization technologies for cleaning the semiconductor materials and preparing the films of pure composition at atomic level // Ukrainian Journal of Physics. –2008. –Vol.53, –N10. –P.1017-1022.

Glushkov A.V., Lepikh Ya.I., Svinarenko A.A., Prepelitsa G.P., Ambrosov S.V., Bakunina E.V., Loboda A.V., Physics of the laser-photoionization atomic processes in the isotopes and gases separator devices: new optimal schemes//Sensors Electronics and Microsystems Technologies.-2011.-Vol.2(8),N1.-P.27-35.

Glushkov A., Prepelitsa G., Svinarenko A., Pogosov A., Shevchuk V., Ignatenko A., Bakunina E., New laser photoionization isotope separation scheme with autoionization sorting of highly excited atoms for highly radioactive isotopes and products of atomic energetics//Sens. Electr. and Microsyst. Techn.-2011.-Vol.2(8).-P.81-86.

Glushkov A.V., Relativistic Quantum Theory. Quantum mechanics of Atomic Systems.-Odessa: Astroprint, 2008.

Baldwin G.G., Salem J.C., Goldansky V.I., Approaches to the development of gamma ray lasers // Rev.Mod.Phys. –1981. –Vol.53. –P.687-742.

Ivanov L.N., Letokhov V.S., Spectroscopy of autoionization resonances in heavy elements atoms // Com.Mod.Phys.D.: At.Mol.Phys. –1985. –Vol.4. –P.169-184.

Goldansky V.I., Letokhov V.S., Effect of laser radiation on nuclear decay processes // Sov. Phys. JETP. –1974. –Vol.67. –P.513-516.

Glushkov A.V., Ivanov L.N., Letokhov V.S., Nuclear quantum optics // Preprint of Institute for Spectroscopy of the USSR AS, ISAN-N4, –1991.

Glushkov A.V., Ivanov L.N., Radiation Decay of Atomic States: atomic residue and gauge non-invariant contributions // Phys. Lett.A. –1992. –Vol.170(1).–P.33-36.

Glushkov A.V., Ivanov L.N., DC Strong-Field Stark-Effect: consistent quantum-mechanical approach//J. Phys.B: At. Mol. Opt. Phys.–1993.–Vol.26.– P.L379-386

Khetselius O.Yu., Forecasting evolutionary dynamics of chaotic systems using advanced non-linear prediction method// Dynamical Systems – Theory and Applications, Eds. J. Awrejcewicz et a.-2013.-Vol.1.-P.145-152.

Khetselius O.Yu., Hyperfine structure of atomic spectra.-Odessa: Astroprint, 2008.

Khetselius O.Yu., Lopatkin Yu.M., Dubrovskaya Yu.V., Svinarenko A.A., Sensing hyperfine-structure, electroweak interaction and parity non-conservation effect in heavy atoms and nuclei: new nuclear Qed approach// Sensor Electr. and Microsyst. Techn.-2010.-N2.-P.11-19.

Khetselius O. Relativistic perturbation theory calculation of the hyperfine structure parameters for some heavy-element isotopes//Int. J. Quant.Chem.-2009.-Vol. 109.- P.3330-3335.

Khetselius O. Relativistic calculation of the hyperfine structure parameters for heavy elements and laser detection of the heavy isotopes//Phys.Scr.-2009.-Vol. 135.-P.014023

Ivanov L., Ivanova E., Knight L. Energy Approach to consistent QED theory for calculation of electron-collision strengths//Phys.Rev.A.-1993.–Vol.48.–P.4365.

Glushkov A.V., Rusov V.D., Ambrosov S.V., Loboda A.V., Resonance states of compound super-heavy nucleus and EPPP in heavy nucleus collisions // New Projects and New Lines of research in Nuclear physics. Eds. Fazio G., Hanappe F.-Singapore: World Sci., –2003. –P.142-154.

Solatz R.W., May C.A., Carlson L.R. et al, Detection of Rydberg states in atomic uranium using time-resolved stepwise laser photoionization // Phys.Rev.A. –1976. –Vol.14, –N3. –P.1129-1148.

Ambrosov S., Ignatenko V., Korchevsky D., Kozlovskaya V. Sensing stochasticity of atomic systems in crossed electric and magnetic fields by analysis of level statistics for continuous energy spectra// Sensor Electr. and Microsyst. Techn. – 2005. – Issue 2. –P.19-23.

Ambrosov S., Khetselius O., Ignatenko A. Wannier-Mott exciton and H, Rb atom in a DC electric field: Stark effect// Photoelectronics.–2008.–Vol.17.–P. 84-87.

Glushkov A.V., Khetselius O.Yu., Svinarenko A.A., Buyadzhi V.V., Methods of computational mathematics and mathematical physics. P.1. TES: Odessa, 2015

Glushkov A.V., Kondratenko P.A., Lepikh Ya.I., Fedchuk A.P., Svinarenko A.A., Lovett L. Electrodynamical and quantum - chemical approaches to modelling the electrochemical and catalytic processes on metals, metal alloys and semiconductors // Int. J. Quant. Chem.–2009.–Vol.109(14).-P.3473-3481.

Prepelitsa, G., Buyadzhi, V., Ternovsky, V. Non-linear analysis of chaotic self-oscillations in backward-wave tube//Photoelectr.–2013.–Vol.22.– P.103-107.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-03-26

Номер

Розділ

Фізика аерозолів