Brevet FR2281785A1 — publié le 19760312

La présente invention concerne un procédé pour influencer sélectivement en fréquence le spectre d'un rayonnement électromagnétique, notamment d'un rayonnement laser, en vue de la stimulation ajustée de composants déterminés d'un mélange d'isotopes. C'est une pratique connue, par exemple d'après la demande de brevet allemand publiée sous le n 2 206 355, que de stimuler sélectivement par irradiation au moyen d'une onde électromagnétique, par exemple d'un rayonnement laser de longueur d'onde bien définie, un isotope déterminé à l'intérieur d'un mélange d'isotopes, par exemple sous forme de vapeur, de rendre ainsi ledit isotope plus facilement capable de réagir chimiquement avec d'autres substances et de l'éliminer de ce fait du mélange.Il est de la sorte possible de séparer les isotopes d'une substance déterminée telle que l'uranium normalement présents initialement à l'état de mélange et de les rendre par là plus aptes à leur utilisation ultérieure. L'ionisation des molécules d'isotopes déterminés est également possible de cette façon et exploitée dans le même sens. On peut ensuite utiliser, pour la séparation, des procédés physiques définis par exemple par la demande de brevet allemand publié sous le n0 2 120 401. Le rendement de ces procédés est à vrai dire relativement faible, car le nombre des molécules stimulables par une seule fréquence fixe d'une onde électromagnétique est plutt restreint. L'invention a par conséquent pour objet un procéde de stimulation, par rayonnement électromagnétiquevdtiso- topes déterminés qui ne soit pas soumis à cet inconvénient. Ledit procédé est caractérisé par le fait que, pour stimuler sélectivement le mélange d'isotopes, on place avant la chambre de réaction un filtre traversé par le rayonnement et renfermant , de préférence sous forme de vapeur, l'isotope qui doit rester non influencé dans la chambre de réaction. On part donc non plus d'un rayonnement électromagnétique de fréquence déterminée,mais d'un rayonnement qui présente un spec trie de fréquences. On exploite en outre ce fait que les spectres moléculaires de ce mélange d'isotopes sont des spectres de bandes, dans lesquels la capacitédtabsorption est répartie sur beaucoup de lignes dans la largeur de la bande totale. Une source de rayonnement puissante dont la largeur de bande correspond à celle de la bande spectrale ou de la partie la plus importante de celle-ci permet de saisir presaue toutes les molécules. Mais, pour obtenir un effet de séparation, il est nécessaire que le mélange de substances ne soit traversé que par un spectre de rayonnement dont les fréquences ne soient absorbées que par un seul isotope du mélange. Il faut donc séparer par filtrage les autres fréquences. On utilise à cet effet un dispositif de filtrage renfermant l'isotope qui doit rester non influencé dans la chambre de réaction. Ce filtre absorbe de la sorte toutes les fréquences qui sont en accord avec les fréquences d'absorption de la substance filtrante qu'il renferme. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré schématiquement par la fi gure ssu dessin annexé. La référence 1 désigne la source du rayonnement électromagnétique, c'est-à-dire une source laser par exemple. Viennent ensuite le filtre 2 et la chambre de réaction 5. Celle-ci renferme le mélange d'isotopes À + 3, dont seul l'isotope A doit être stimulé. Dans le filtre 2 se trouve sous forme pure l'isotope B, qui, par filtrage , sépare d'avec le spectre du rayonnement d'origine les fréquences d'absorption particulières à cet isotope.En cas de fortes puissances, il faudra faire traverser en un circuit le réservoir filtrant par cet isotope B à l'état de vapeur afin de disposer toujours de molécules non encore stimulées pour l'absorption des fréquences non nécessaires. Les molécules stimulées feront retour à leur état d'origine au cours du circuit. On utiliseraopour la création de ce circuit, une pompe 3 précédée ou suivie d'un condenseur 4 afin que l'énergie absorbée puisse être évacuée sous forme de chaleur ou que le fluide filtrant reste réglé, ou puisse être réglé, à la température la plus favorable pour l'absorption. Le réservoir filtrant est bien entendu muni de parois optiquement perméables en direction de rayonnement et pouvant en outre être équipées de dispositifs d'épuration en cas de risque de formation d'un dép8t poussiéreux pendant le fonctionnement. On peut utiliser comme source de rayonnement 1 une source qui possède d'elle-même un spectre de la largeur nécessaire et souhaitée. On peut cependant aussi faire usage d'une source de rayonnement fournissant une seule fréquence, mais pouvant être soumise à modulation de fréquence par des moyens extérieurs, par exemple magnétiques. Un tel système laser accordable se compose par exemple d'un laser à pompage de CO et d'un laser accordable à basculement du spin par effet Raman. Dans le cas de la substance de départ la plus connue pour la réalisation de combustibles nucléaires, l'hexa- fluorure d'uranium, il se trouve dans le filtre 2 du 238U F6 et dans la chambre de réaction 5 le mélange naturel d'iso- topes de ce composé. Par l'effet du dispositif filtrant, seules sont stimulées dans le réacteur 5 proprement dit les mo lécules 235UF2 : les molécules 23EF restent non inf lu- encrées. Il est clair quesdans un tel processus de sépara tison, il est de la sorte possible d'augmenter le rendement dans une mesure très importante par rapport à l'état de la technique. Le procédé n'est bien entendu pas seulement applicable à l'ursnium. On peut en principe en faire usage chaque fois qu il s'agit de séparer les uns des autres des isotopes ou leurs composés sans pouvoir recourir à des méthodes chimiques normales. Un autre exemple de séparation d'isotopes souhaitable dans la technique nucléaire est fourni par le bore, dont l'isotope Bore 11 serait très avantageux à des fins métallurgiques, mais n'est pas encore productible à l'état pur par des moyens economiques. REVENDICATIONS procédé pour influencer sélectivenent en fréquence le spectre d'un rayannement électromagnétique, notamment d'un rayonnement laser1 en vue de la stimulstion a- justée de composants déterminés d'un mélange d'isctopes, pro cédé caractérisé par le fait que, pour stimuler sélectivement le mélange d'isotopes, on place avant la chambre de réaction un filtre traversé par le r-nnient et renfermant, par eres- ple à l'état de. vapeur, l'isotope qui doit rester non influen- cé dans la chambre de réaction. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'on utilise une source de rayonnement dont le spectre de fréquences correspond sensiblement à la largeur de bande des fréquences d'absorption du mélange d'isotopes. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé par le fait que l'on utilise une source de rayonnement à fré- quence variable, dont la fréquence est constatent vobulés, à peu près conformément à la largeur de bande des fréquences d'absorption du mélange d'isotopes, par des moyens extérieur a tels que des champs magnétiques. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre de procédés selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que le filtre est constitué par un récipient dont les parois mont optiquement perméables en direction du ra rayonnement et est relié à un dispositif de circulation et dF maintien en température de la substance filtrante.