Brevet FR2306006A1 — publié le 19761029

La présente invention se rapporte à un procédé de séparation de mélanges de substances ou d'isotopes, de préférence gazeux. Le problème de la décomposition de mélange de substances en leurs différents constituants se pose fréquemment dans la technique. Ce même problème existe, entre autres, pour l'enrichis- sement et l'appauvrissement de mélanges en différentes substances, par exemple dans la technique nucléaire pour l'enrichissement en uranium 235 qui ne se trouve qu'à raison de 0,7 % dans le mélange naturel d'isotopes de l'uranium. Les procédés utilisés spécialement dans ce but, par exemple les installations de diffusion gazeuse, impliquent la mise en oeuvre de moyens considérables et sont, par conséquent, très coûteuses. Cela est dû en partie à la très forte consommation d'énergie.Pour cette raison, on a cherché d'autres possibilités pour atteindre ce but, par exemple le procédé d'ultracentrifugation. Cependant, pour ce procédé également, il faut mettre en oeuvre un appareillage très important. La présente invention remédie dans une large mesure aux inconvénients des procédés connus et permet de résoudre d'une manière originale le problème posé ci-dessus par le fait qu'on fait passer au moins un rayon d'une onde électromagnétique polarisée à travers un mélange de substances ou d'isotopes gazeux et qu'on établit les fréquences des ondes électromagnétiques de telle manière que les différents constituants du mélange soient influencés sélectivement et différemment dans leur comportement dipolaire et soient séparés par le champ électrique et/ou magnétique du rayon. Il est donc essentiel que la fréquence de l'onde ou des ondes électromagnétiques doit etre adaptée aux substances à séparer. Inversement, ce procédé permet alors également d'analyser des mélanges inconnus de substances, tant qualitativement que quantitativement. Pour cela, il faut alors disposer d'une source de rayonnement dont la fréquence est variable si possible de façon continue. Le procédé conforme à l'invention est basé sur les principes physiques ci-après, il existe des molécules, par exemple de l'eau légère ou de l'eau lourde, qui possèdent un moment dipolaire permanent. Si l'on place de telles molécules dans un champ électrique, les dipôles moléculaires subissent une orientation correspondante. Cependant, même des molécules qui, par suite de leur structure symétrique, ne possèdent pas de moment dipolaire en l'absence de champ, par exemple l'hexa- fluorure d'uranium, sont polarisées dans un champ électrique par suite du faible déplacement de charge provoqué par ce champ, et reçoivent ainsi un moment dipolaire induit. Ce moment dipolaire correspond au produit de la charge électrique par la distance des centres de charge. Lorsque de telles molécules sont exposées à l'action d'un champ électrique alternatif, elles exécutent des vibrations forcées, c'est-à-dire qu'en cas d'excitation par une onde sinusoldale, le moment dipolaire vibre également à la même fréquence. Dans le cas présent, le champ électrique alternatif provient d'une onde électromagnétique, par exemple d'un rayon laser. Selon la longueur d'onde nécessaire, on peut également utiliser par exemple un rayon maser. En vue de l'obtention de l'effet de séparation conforme à l'invention, il est essentiel, dans le cas de la séparation par le champ électrique, que l'intensité de champ électrique rapportée à la section du rayon n'ait pas partout la même valeur, mais présente un gradient dans ou en opposition au sens du champ. Ainsi, les deux pôles du dipôle moléculaire sont exposés à des intensités de champ différentes, de sorte qu'une force électrique agit sur le dipôle. Un tel dipôle moléculaire possède des fréquences de résonance déterminées, selon sa composition.Les amplitudes de vibration du dipôle sont maximales lorsque la fréquence d'excitation de l'onde électromagnétique correspond à la fréquence de résonance. Cette fréquence de résonance est située très près de la fréquence de vibration propre de la molécule. Les amplitudes diminuent par contre vers des fréquences plus élevées ou également vers les fréquences plus basses. Ces conditions sont représentées sur la figure 1 pour le cas où la molécule ne présente qu'une fréquence de ré- sonance. En abscisses, on a porté les fréquences pv de l'onde électromagnétique, représentant la fréquence de résonance d'un tel dipôle moléculaire. En ordonnées, on a par contre porté le rapport d'amplitudes ###. Entre le champ alternatif d'excitation et la vibra t- on Ao la molécule se produit un déphasage tel que représenté sur la figure 2. Sur cette dernière, on a représenté en abscisses les fréquencesjlde l'onde électromagnétique, comme sur la figure 1, mais en ordonnées le déphasage r . On reconnaît que le déphasage entre le champ d'excitation et le moment dipolaire produit s'approche de 1800 lorsque la fréquencelfdu champ d'excitation est légèrement supérieure à la fréquence propre J; de la molécule. Il s'agit donc d'une vibration presque en opposition de phase de la molécule.Ce déphasage s'approche par contre de zéro lorsque la fréquence1Y du champ d'excitation est inférieure à la fréquence de résonance DS . Il s'agit alors d'une vibration presque en phase. Les considérations données ci-dessus sont valables pour un type de molécules. Lorsqu il existe par contre deux types de molécules ayant des fréquences de résonance #1 et VY2 quelque peu différentes dans le champ d'excitation, comme représenté sur la figure 3, par exemple dans le cas d'isotopes, et lorsque la fréquence dexcitation pt est située entre les deux fréquences de résonance\y1 et p22, les molécules de type 2 vibrent presque en phase et les molécules de type 1 presque en opposition de phase avec le champ d'excitation. Cela signifie également que dans le champ d'excitation non homogène, les molécules des deux types sont déviées dans des sens opposés. La répartition du champ électrique, par exemple dans un rayon laser à polarisation linéaire, est représentée schématiquement sur la figure 4 pour un instant donné. Cette réparti tion est désignée par mode TEMoo. . Le champ n'a qu'un sens et son intensité diminue dans le sens ou en opposition au sens du champ, suivant une fonction sur laquelle il est possible d'agir en passant par la structure de la source de rayonnement, donc par exemple du laser. Dans le demi-plan supérieur, des dipôles vibrant en phase sont déviés vers le bas, les dipôles vibrant en position de phase vers le haut, et dans le demi-plan inférieur, le sens de déviation est inversé par suite du gradient opposé du champ électrique. Si l'on veut dévier toutes les molécules de même type dans un sens seulement, on n'utilise qu'un demi-plan au passage du rayon, ou alors on doit produire une répartition de champ non symétrique, le jet de gaz ne traversant que des zones sans changement de sens du champ et sans changement de la composante du gradient tombant dans le sens du champ. Lorsque la fréquence excitatrice tde l'onde électromagnétique est inférieure ou supérieure aux deux fréquences de résonance 2-1 et '2 les molécules de types différents ne présentent qu'un faible déphasage réciproque et sont déviées dans le même sens. Leurs amplitudes, c'est-à-dire les valeurs des moments dipolaires et donc les forces de déviation diffèrent cependant considérablement lorsque la fréquence excitatrice v est située au voisinage d'une fréquence de résonance. Dans ce dernier cas, il se produit également une déviation différente des molécules de différents types et donc une possibilité de séparation. Pour mieux mettre en évidence ces conditions, on va se référer au tableau ci-après sur lequel on a représenté les conditions de déviation des molécules Ml et K2 dans un rayon laser à polarisation linéaire de mode TEKoo. Les positions de fréquence pour les cas 1 à 6 sont représentées par voie graphique sur la figure 6. Dérivation des molécules M1 et M2 dans un rayon laser à polarisation linéaire de mode TEM.. Déviation Cas Position de Déphasage rapport d'am- Rayon laser Sens Valeur voir fréquence en arrière plitudes des section + = dans le sens fig.6 moments utilisée - = en opposition dipolaires voir fig,4 su sens du champ 1 # # # 1 # 0 2 # # # 1 ertière M1 moitié supérieure - forte 3 # > 90 moitié inférieure + M2 moitié supérieure moitié inférieure + 0 # moitié M1 + moyenne # 90 # 1 supérieure M2 - moyare 4 # # 180 moitié M1 + forte # 90 # 1 supérieure M2 + 0 5 # # 180 moitié M1 + 0 # > 90 # 1 supérieure M2 + forte 6 # # 180 # = 90 # # 1 entière M1 moitié supérieure + 0 moitié inférieure - 0 M2 0 0 M2 # moyenne Il résulte que l'effet de déviation le plus important se produit lorsque la différence d'amplitudes est importante et les sens de déviation sont différents. Ces phénomènes de déviation peuvent être utilisés en vue d'une séparation des molécules de types différents lorsqu'on fait passer les molécules, par exemple sous la forme d'un jet de molécules, à travers l'onde électromagnétique. La déviation des différents pôles moléculaires par le champ électrique assure alors un changement de sens spécifique de ces dipôles dans le jet. Â l'aide de zones de captage réparties de façon correspondante dans l'espace, on peut alors capter séparément les constituants séparés du jet de molécules, lesquels constituants étaient initialement mélangés de façon intime.Pour compléter, il convient de remarquer qu'il est possible de réduire la divergence de l'onde électromagnétique par le réglage de la répartition de densité à l'intérieur du jet de gaz et/ou par le choix de la fréquence de l'onde électromagnétique dans sa position par rapport à la fréquence de résonance. Cela est dû à la possibilité d'agir sur l'indice de réfraction de l'onde lequel est variable en fonction de la fréquence dans des zones du jet de gaz de densités différentes. Un exemple de réalisation pour un dispositif servant à la mise en oeuvre de cette séparation sera décrit ultérieurement. En dehors de ces forces électriques, on peut également utiliser des forces magnétiques pour séparer les molécules de types différents. Cela est dû au fait que des charges électriques oscillantes des molécules polarisées représentent un courant alternatif dont les porteurs subissent, dans le champ magnétique alternatif, une force de déviation suivant la loi de l'induction. Le vecteur force est alors orienté parallèlement dans le sens ou en opposition au sens de l'onde électromagnétique, donc par exemple du rayon laser. Il est important à ce sujet que le moment dipolaire des molécules à dévier soit en retard, donc déphasé en arrière d'un angle de préférence 45 ZL r t 1350 par rapport à l'intensité de champ dans le cas d'une onde à progression normale. Pour exploiter les forces magnétiques ainsi obtenues, il suffit d'exposer un flux de gaz relativement lent à l'action d'une onde électromagnétique. Un dispositif pour mettre en oeuvre ces phénomènes en vue de la séparation de molécules de types différents sera également décrit plus en détail ci-après. Dans le cas d'une onde stationnaire par contre, laquelle peut de fa çon connue être produite par une réflexion, des forces sans changemment de sens sont produites, dans les mêmes conditions de fréquences, uniquement à l'intérieur des zones de ; /4 qui sont caractérisées par les maxima et minima de l'intensité de champ électrique et magnétique. En se référant aux figures 7 à 9, on va décrire ci-après des dispositifs pour la mise en oeuvre des procédés de séparation évoqués ci-dessus. Les figures 7 et 8 représentent en coupe verticale et en coupe horizontale un dispositif pour la séparation de différentes molécules par un champ électrique. Ces iolécules se trouvent d'abord dans un mélange qui peut être constitué par exemple par une même substance du point de vue chimique, mais avec des isotopes différents. Le dispositif de séparation se compose d'une caisse 1 plate, susceptible d'être mise sous vide, cette caisse étant subdivisée par une paroi 3 à effet d'isolation thermique en une chambre de réserve 2 pour le mélange 21 à séparer et en une chambre 5 mise sous vide. Les deux chambres sont reliées entre elles par une tuyère de Laval 4 de forme allongée et la chambre 5 est encore une fois subdivisée par un diaphragme 52 en deux compartiments 51 et 53. Le diaphragme 52 a pour fonction d'agir sur les bords du flux de gaz sortant de la tuyère 4 de telle manière à en enlever les parties marginales, de sorte que ce flux de gaz progresse dans son ensemble de façon sensiblement parallèle en aval du diaphragme et ne présente plus qu'une faible divergence. limé- diatement derrière le diaphragme 52, le jet de gaz plat est traversé par un faisceau de rayons lasers 6. Le vecteur du champ électrique du rayon laser à polarisation linéaire est orienté verticalement. Le rayon laser produit dans la source de rayonnement 63 passe par la fenêtre 64 dans le compartiment 53. Des miroirs 61 et 62 font en sorte que le rayon traverse plusieurs fois en va-et-vient le flux de gaz moléculaire. La paroi arrière de la caisse 1 est réalisée sous la forme d'une zone de captage 54 et 55 sur laquelle se déposent les parties différentes du mélange, déviées par le champ électrique du rayon laser. Ces parties peuvent ici se condenser, par exemple grâce à des dispositifs de refroidissement supplémentaires, non représentés, ou également être aspirées de façon connue en soi et être récupérées dans des pièges refroidis. On choisit le mélange 21 se trouvant dans la chambre de réserve 2 de telle manière qu'à des températures aussi basses que possible, il présente une pression de vapeur élevée, de par exemple, 1 bar. Ce gaz du mélange passe alors dans la tuyère de Laval 4, atteint une vitesse très élevée en se refroidissant et adopte la forme d'un jet de gaz peu divergent. La baisse de température est importante afin que le jet de gaz ne subisse pas de divergence trop importante par le mouvement des différentes particules sous l'effet de la chaleur. Etant donné qu'il n'est pas possible de réaliser cette condition à 100 %, le diaphragme 52 a pour fonction de retirer vers le haut et vers le bas les parties divergentes du jet de gaz.Les particules ainsi séparées du jet subsistent dans le compartiment 51 et sont ici récupérées par refroidissement ou par pompage de façon semblable que les particules atteignant les zones de captage 54 et 55. Comme représenté sur la figure, les molécules d'un type et/ou de l'autre type sont déviées hors du jet de gaz perpendiculairement à la direction de propagation. La longueur du compartiment de déviation 53 est déterminée par le gain de vitesse produit, perpendiculairement à la direction du jet de gaz, par la force de déviation à l'intérieur du rayonnement électromagnétique, ainsi que par la vitesse de la divergence résiduelle et par la section du jet de gaz non dévié. Par conséquent, l'effet de séparation ne peut être utilisé correctement qu a condition que les zones de captage différentes 54 et 55 soient suffisamment séparées dans l'espace.Il peut alors être avantageux de séparer ces deux zones de façon complémentaire par des cloisons 56 orientées dans la direction du jet. A titre d'ordre de grandeur de la taille de ce dispositif, on peut indiquer que l'épaisseur du jet de sortie par la tuyère de Laval 4 s'élève à environ 1,2 x 10-2 cm, la distance entre la tuyère de Laval 4 et le diaphragme 52 est d'environ 1 cm et la longueur du compartiment de déviation 53 d'environ 100 cm. La largeur du jet de gaz dépend du débit de mélange. Pour séparer, par exemple, des isotopes d'uranium U 235 et U 238 dans l'hexafluorure d'uranium, il faut alors établir à peu près les conditions données ci-après. La température dans la chambre de réserve 2 s'élève à 3290 K afin que s'établisse une pression de 1 bar. Dans le compartiment 51, la pression doit être inférieure à 10-6 bar et dans le compartiment de déviation 53 inférieure à 10 8 bar afin que la longueur de trajet libre des différentes particules soit plus grande que les trajets de vol existant pour ces mêmes particules. Ce résultat peut être obtenu d'une manière simple par refroidissement d'une partie de ces compartiments à des températures de 1970 K pour le compartiment 51 et 1780 K pour le compar timent 53. La fréquence du rayon laser s'élève à 1,9 . 1013 s 1, la densité de puissance du rayon laser à environ 3 x 107 W/cm2. Avec une largeur du jet de gaz de 1 m, une largeur minimale de fente de la tuyère de Laval de 0,025 mm et une utilisation à 10 % du jet de la tuyère, on obtient un débit-masse d'environ 1,5 g/s. Si, dans ces conditions, le rayon laser est renvoyé en va-etvient à peu près 20 fois par les miroirs 61/62, on peut escompter une séparation presque complète. Il est avantageux d'utiliser une source de rayonnement dont la fréquence est réglable afin que la fréquence du rayon laser puisse être établie de façon optimale en ce qui concerne l'effet de séparation et les pertes d'absorption du rayon laser. Le choix de fréquences d'excitation appropriées sera décrit pour l'exemple de la molécule HG1 (à moment dipolaire perma- nent) pour la séparation des isotopes de chlore Cl 37 et Cl 35. La figure 5 représente une partie de la branche P du spectre de rotation-vibration d'absorption selon S. Mizushima et al "A Report on the Perkin-Elmer Grating Spectrometer Kodel 112 G" Perking-Elmer Corporation 1959. Des fréquences appropriées se trouvent au pied des lignes et dans le creux entre les maxima étroitement voisins, donc aux nombres d'ondes 2800 cm-1, 2797 cm-l et 2795 cml Un autre exemple consiste dans la séparation de bore 10 et bore 11. Cette séparation peut se faire par exemple sur le composé BF3.Pour l'isotope bore 10, les fréquences appropriées exprimées en nombre d'ondes ( = = fréquence/vitesse de la lumière se situent à 1505 cm 1 et 482 cml, pour l'isotope bore 11 à 1454 cm~l et 480 cml. Des exemples de molécules sans moment dipolaire perma nent sont les hexafluorures UF6, 6 , NpF6 et PuF6. Pour ces composés, on peut uniquement utiliser des fréquences qui sont proches des fréquences d'oscillation propres auxquelles est induit un moment molaire. il s'agit des vibrations fondamentales qui sont désignées dans la littérature spécialisée (par exemple (Eazuo Nakamoto, "Infrared Spectra of Inorganic and Coordination Compounds", John Wiley and Sons Inc. 1970) parle et Ut4 et des vibrations combinées ou harmoniques auxquelles participent /3 @@@@@@@@@@ @@m@@@@@@ @@ @@@moniques @@@qu@@@@@ p@@@@@@po@@@-3 et #4. Les nombres d'ondes susceptibles d'être envisagés pour les fluorures cités sont réunis ci-après sous forme d'un tableau UF6 NpF6 PuF6 WF6 #3 619,4 P 712 624,4 Q 629,8 R #4 179,0 P 193,0 P 201,1 P 186,2 Q 198,6 Q 206,0 Q 190,6 R 202,7 R 211,0 R Il est préférable de choisir une fréquence du flanc ou bord de la bande. Le dispositif de séparation représenté schématiquement sur les figures 7 et 8 peut évidemment recevoir de nombreuses modifications de construction en ce qui concerne, par exemple, les volumes des différents compartiments de la caisse, la réalisation du diaphragme, de la zone de captage, etc... La figure 9 représente schématiquement un dispositif pour la séparation de mélanges à l'aide de la composante magnétique d'une onde électromagnétique, dans le cas présent d'un rayon laser. Ce dispositif se compose d'un mince tube ayant des sections 101, 102, 103 séparées les unes des autres par des cloisons 116 perméables au rayonnement. Chacune de ces sections ou chambres 101, 102 et 103 est pourvue d'une arrivée llOa, llOb ou 110c pour le mélange gazeux et de deux sorties alla, lllb ou lllc et 112a, 112b ou 112c pour les constituants du mélange séparés dans cestsections 101, 102 et 103. Le rayon laser 115 pénetre, dans l'exemple représenté, depuis la gauche dans le dispositif, est dévié sur le côté droit par un système de miroirs 117 et revient par le côté gauche, par le système de miroirs 118, dans le dispositif. Ces systèmes de miroirs 117 et 118 sont réalisés de manière que les rayons lasers parallèles tIremplis- sent" le plus possible la section des chambres de séparation (101, 102, 103, etc.). Les différentes sections de ce dispositif peuvent être misesen oeuvre séparément en parallèle, mais il est possible de les monter en série en cascade, ce qui contribue à augmenter l'effet de séparation. Le diamètre des chambres de séparation 101, 102, 103 etc.. dépend du diamètre du rayon laser avec lequel est obtenu la densité de puissance nécessaire d'environ lO7W/cm2. Ce diamètre s'élève, par exemple, à environ 1,5 . 10-2 cm pour une puissance du laser de 3 KW. La longueur des différentes chambres de séparation s'élève pour ce cas à environ 7 mm. Avec une pression d'entrée de 1 bar et une vitesse d'écoulement de 9 m/s (écoulement laminaire), le débit à travers une chambre de séparation s 'élève à environ 2 . 10-3 g/s. En faisant fonctionner en parallèle cent de ces petites cellules, on obtient, en fonctionnement continu, un débit de 6 t par an.En tant que matériau pour les chambres, on peut envisager, lors du traitement de UF6, par exemple de l'aluminium, du nickel, du polytétrafluoréthylène et pour les fenêtres du fluorure de baryum. Le procédé de séparation conforme à l'invention faisant appel à des champs électriques et/ou magnétiques peut être utilisé non seulement pour la séparation de constituants de mélanges, mais offre également la possibilité d'identifier les différents constituants de mélanges inconnus. En complément au dispositif de déviation déjà décrit, il suffit dans ce cas en principe de disposer d'une source de rayonnement de fréquence variable ou de plusieurs sources de rayonnement dont les plages de fréquences se complètent. Pour analyser de tels mélanges inconnus, on fait alors varier la fréquence de rayonnement jusqu'à l'apparition d'un effet de séparation. La fréquence utilisée fournit déjà un indice concernant la substance séparée, cette dernière pouvant en plus être analysée par voie chimique ou physique normale.Il peut être avantageux de combiner les appareillages nécessaires en vue d'identification de la substance séparée avec l'appareillage de séparation proprement dit. Si l'on produit, à la place d'un jet de gaz large dans le dispositif suivant les figures 7 et 8, un jet de gaz étroit suivant les deux dimensions de la section (par conformation appropriée de la tuyère et du diaphragme), jet de gaz présentant une très faible divergence (11/12 important par rapport à la figure 7), on peut déceler, outre la déviation par le champ électrique, également la déviation par le champ magnétique de l'onde lumineuse. De cette manière, la déviation du jet de gaz en fonction de la fréquence du rayon laser indique l'importance du moment dipolaire induit et sa position de phase par rapport au champ électrique ou magnétique de l'onde lumineuse, ce qui permet de tirer des conclusions quant à la structure des molécules. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour la séparation physique de mélanges de substances ou d'isotopes, de préférence gazeux, caractérisé par le fait qu'on fait passer au moins un rayon d'une onde électromagnétique polarisée à travers un tel mélange de substances ou d'isotopes et qu'on règle les fréquences de l'onde électromagnétique de manière que les différents constituants de ce mélange soient influencés sélectivement de façon différente dans leur comportement dipolaire et soient séparés par le champ électrique et/ou magnétique du rayon. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on rend le rayon si non homogène que son champ magnétique présente des gradients dans la direction de polarisation. 3 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que pour utiliser le champ magnétique, on fait appel à un rayonnement électromagnétique dont le champ électrique et le champ magnétique oscillent pratiquement en phase et dont la fréquence ne diffère pas ou ne diffère que peu d'une fréquence de vibration propre de l'une des substances à séparer. 4 - Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que pour utiliser le champ électrique, on fait appel à un rayonnement électromagnétique dans lequel le vecteur du moment dipolaire est déphasé de O à 60C ou de -120 à -180 par rapport au champ électrique, par le choix d'une fréquence de l'onde électromagnétique inférieure ou supérieure à une fréquence de vibration propre d'au moins l'une~ des substances à séparer. 5 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que pour produire l'onde électromagnétique polarisée, on utilise un laser ou un maser. 6 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le mélange de substances ou d'isotopes est gaeux au moins dans la zone d'action du rayonnement. 7 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on fait passer les ondes électromagnétiques plusieurs fois successivement suivant des trajectoires pratiquement parallèles à travers le mélange de substances ou d'isotopes, grâce à l'utilisation de la technique connue de réflexion. 8 - Procédé suivant la revendication 3, caractérisé par le fait qu'on fait passer l'onde électromagnétique plusieurs fois suivant des trajectoires pratiquement parallèles dans le même sens à travers le mélange de substances ou d'isotopes, grâce à l'utilisation de la technique connue de réflexion. 9 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications i, 2, 4, 5, 6, 7, caractérisé par le fait qu'on fait passer l'onde électromagnétique à travers le mélange de substances ou d'isotopes, se présentant sous la forme d'un jet de gaz fortement focalisé, perpendiculairement à la direction de propagation de ce jet de gaz. 10 - Procédé suivant la revendication 9, caractérisé par le fait qu'on règle la répartition de densité à l'intérieur du jet de gaz et/ou qu'on choisit la fréquence de l'onde électromagnétique dans sa position par rapport à la fréquence de ré- sonance de telle manière que la divergence soit réduite compte tenu de l'indice de réfraction qui est fonction de la fréquence. 11 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 9, caractérisé par le fait qu'il comporte un réservoir pour le mélange, que ledit réservoir communique de préférence par une tuyère de Laval avec une chambre de déviation mise sous vide et qu'une source de rayonnement avec un dispositif de réflexion est disposé de telle manière que le rayon laser pénètre sur le côté étroit dans le jet de gaz et le traverse per pzndiculairement à sa direction d'écoulement. 12 - Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé par le fait que la tuyère de Laval présente une section en forme de fente et que la source de rayonnement laser est disposée de manière que l'ensemble du rayon laser ou la section partielle dans laquelle le champ électrique présente un gradient dirigé dans le même sens traverse le jet de gaz sortant de la tuyère, sur toute la largeur de ce jet. 13 - Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé par le fait qu'un diaphragme adapté à la forme de la tuyère de Laval est disposé entre cette dernière et la trajectoire du rayon laser en vue de réduire la divergence du jet de gaz. 14 - Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé par le fait que la surface de captage pour le jet de gaz à la fin de la chambre de déviation est subdivisé en zones de préférence séparées par des cloisons pour les constituants séparés du mélange. 15 - Dispositif suivant la revendication 14, caractérisé par le fait que lesdites zones peuvent être refroidies et/ou sont reliées à des dispositifs d'aspiration connus en soi pour récupérer les constituants du mélange. 16 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que le rayonnement électromagnétique, par exemple un rayon laser, passe à l'intérieur d'un tube pourvu d'une arrivée pour le mélange gazeux et de deux sorties pour les constituants du mélange, ltune en avant et l'autre en arrière de ladite arrivée. 17 - Dispositif suivant la revendication 16, caractérisé par le fait que plusieurs dispositifs de séparation sont placés les uns derrière les autres et sont traversés par la même source de rayonnement. 18 - Dispositif suivant la revendication 17, caractérisé par le fait que. les différents dispositifs de séparation sont reliés entre eux en cascade en ce qui concerne l'arrivée du mélange et la sortie des constituants du mélange. 19 - Application du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10 à l'analyse de mélanges gazeux à l'aide d'une source de rayonnement électromagnétique de fréquence variable ou de plusieurs sources de ce type dont les plages de fréquences se complètent. 20 - Dispositif pour l'application du procédé suivant la revendication 19, caractérisé par le fait que le mélange de matières se présente sous la forme d'un jet de gaz très fin, fortement focalisé, et que la surface de captage à la fin de la chambre de déviation est pourvue de dispositifs détecteurs servant à déterminer et déceler les constituants du mélange.