[ i o ] A T e r m z a g e l e g g m g
Nederland
nu
7 6 0 5 4 5 2
[19] NL
[54] Werkwijze voor het schelden van isotopen. [51]
Int.C!2.: B 01D 59/50.
[71]
A an vrag er: U nited S tates Energy Research an d D e v e lo p m e n t A d m in is tra tio n te W ash in g to n.
[74]
G em .: Ir. C .M .R . D avidson c.s. O ctrooibureau V riesen d o rp & G a a d e Dr. K uyperstraat 6 's-G ravenhage.
[21]
A an vrag e N r. 7605452.
[22]
Ingediend 21 m e i 1976.
[321
V oorrang v a n a f 23 m e i 1975.
[331
Land van vo o rran g : V er. S t. v. A m . (U S ).
[31 ]
N u m m e r van de vo o rra n g s a a n v ra g e : 580499.
[23]
--
[61]
--
[62]
--
*
B A C P O f lt G f ïW & J gehechte stukken zijn een afdruk van de oorspronkelijk in g ed ien d e beschrijving m e t conclusie(s) en e v e n tu e le te ken in g (en ).
United States Energy Research and Development Administration, te Washington, Ver.St.v.Amerika. Werkwijze voor het scheiden van isotopen» Deze uitvinding betreftesn werkwijze voor het scheiden van isotopen mengsels, en meer in het "bijzonder voor het schei den van isotopen van actinide elementen, en in het bijzonder voor het schei den van uranium- en plutonium-isotopen. 5
Hoewel de vraag naar energie blijft toenemen neemt de voorraad aan fossiele brandstoffen voortdurend af. Deze situatie vraagt om het ontwikkelen van andere energiebronnen, en kernreactoren zijn al thans een gedeeltelijke oplossing voor de energie-c risis en nodig om te voorkomen dat die chronisch wordt, maar meer kernreactoren, zowel hier als
10
in andere landen, maken de produktie van grote hoeveelheden kembrandstof nodig. Daar de meeste reactoren op uranium zullen lopen zal men neer gele genheden moeten scheppen voor het verrijken van uranium. Zoals bekend komt uranium in twee isotopen voor, het algemene niet-splijtende uranium- 2 3 8
15
en het zeldzame wel-splijtende uranium-235. 0® in een kernreactor gebruikt te kunnen worden moet het uranium ’’verrijkt" zijn, dat wil zeggen minstens 3 % uranium-235 bevatten in plaats van de 0,7 % die uranium van nature heeft. Om deze verrijking te realiseren is het nodig dat de twee isotopen gescheiden worden. Dit kan niet met gewone chemische
20
methoden gebeuren daar de chemische eigenschappen van isotopen precies de zelfde zijn. In plaats daarvan moet men een werkwijze toepassen die geba seerd is op de verschillen in massa. Er is een aantal scheidingsmethoden ontwikkeld, zoals de gascentrifuge, de elektromagnetische scheiding en de thermische diffusie, die hetzij nog niet verder dan het proeffabriek-
25
stadium gekomen zijn hetzij slechts een beperkte tijd toegepast werden. Tegenwoordig baseert, men de uranium-verrijking op de gasdiffusie. Echter zijn de thans daarvoor beschikbare installaties duidelijk onvoldoende, en ook vergt de gasdiffusie een enorme kapitaalsinvestering en heel veel elektrische energie; daarom wordt veel werk verzet voor het ontwikkelen
30
van nieuwe verrijkingsmethoden. B A D ORIGINAL
76 0 5 4 5 2
Nu is een werkwijze voor het scheiden van isotopen gevonden op basis van het principe van chemische ionisatie oftewel chemieionisatie. Daarbij wordt een mengsel aangemaakt van een draaggas en het actinide in de vorm van de verbinding MFg, waarin M het actinide element 5
voorstelt, wordt dit mengsel on,der verhitting tot 600 ° onder druk door een reduceerventiel geleid, waarbij drukverlaging optreedt en zich een straal van MFg-moleculen, MFg-molecuulclusters en draaggas vormt, waarvan de MFg-moleculen een energie van ongeveer 3 eV hebben. De MFg-moleculen worden nu in negatief geladen molecuulionen omgezet door de straal door een straal
10
e&ktrondonor-atomen te leiden zodat elektronen overdracht tussen MFgmoleculen en elektrondonor-atomen optreedt. De kwasi-neutrale straal met negatieve MFg-ionen en positieve donor-ionen wordt nu geleid door een massafilter met radiofrequentie ingesteld op het scheiden van MFg-ionen van verschillende massa. Hierna worden de MFg-ionen geneutraliseerd en opge-
15
vangen. De werkwijze volgens de uitvinding is nuttig voor het scheiden ven isotopen van elementen die moleculen met voldoend hoge elektronen-affiniteiten kunnen vormen, zodat die moleculen door chemi-ionisatie in negatief ionen omgezet kunnen worden. De methode is bijzonder goed toe-
20
pasbaar op de hexafluoriden van zware metalen zoals tantaal, titaan, platina en wolfraam, in het bijzonder op de actinide hexafluoriden UFg en PuFg. Eoewel de verdere beschrijving van de uitvinding aan de hand van het schei den van uranium-isotopen gaat is de uitvinding evengoed toepasbaar op de scheiding van plutonium-isotopen en ook van andere isotopen.
25
De werkwijze volgens de uitvinding heeft verschil lende voordelen boven de tot nog toe toegepaste en in onderzoek zijnde methoden voor de uranium-verrijking. Daar deze werkwijze êên enkele door gang omvat in plaats van een cascade-proces of een aantal doorgangen, zo als bij de gasdiffusie-scheiding, kan het op isotopen-mengsels van elke
30
samenstelling toegepast worden. Bijvoorbeeld kan het toegepast worden op het
winnen van
2 3 5 D_ r e s t e n u i t d e 2 3 8 ^ , ^ ^ ^
v«n a=
t e g e n w o o r d ig
toegepaste gasdiffusie. De werkwijze kan gemakkelijk en snel tot ieder aan tal eenheden vergroot worden, ook voor toepassing op technische schaal, door er de nodige eenheden aan toe te voegen. De werkwijze kan op elke 35
gewenste mate van isotopenverrijking gericht worden, daar men hiermee het gewenste isotoop in zeer hoge zuiverheid kan winnen. Het zuivere isotoop
kan dan aan het natuurlijke isotopen mengsel toegevoegd vorden tot de nodige mate van verrijking. De werkwijze kan ook gebruikt vorden om een bepaald isotoop uit een mengsel daarvan af te scheiden bijvoorbeeld voor het scheiden van 5
233u
van 232U die uit thorium gemaakt varen. Het aller belangrijkste is dat investering en "be
drijfskosten van een scheidingsfabriek op basis van onderhavige uitvinding slechts een fractie zullen bedragen van nieuwe gasdiffusie-fabrieken met dezelfde capaciteit. Ook van groot belang is dat het grootste deel van de besparing in het lagere verbruik aan energie zit, waarmee men tegenwoor10
dig toch al zuinig moet omspringen. Het scheiden van uranium-isotopen volgens de uitvin ding kan geschikt gebeuren door een gasmengsel met helium als drager, dat ca 5 % UFg en ca een \ % SFg als varmte-overdrager bevat en een tempera tuur ven tenminste 6 o°C heeft bij een druk tussen 1 en 25 atmosfeer door
15
een expansieventiel te leiden waarbij het gas tot ongeveer 600°C
verhit
en dan in een uitlaatkamer met een druk tussen 0 , 1 en 1 , 0 torr vrijgegeven wordt, waarbij een stroom van UFg-moleculen, UFg-znolecuulclusters, SFgmoleculen en draaggas ontstaat, waarvan de UF^-moleculen een energie van ongeveer 3 eV hebben, waarbij de UFg-molecuulclusters in de straal verdam20
pen zodat ook zij in enkelvoudige moleculen overgaan, door de UVg-moleculen in UFg-ionen om te zetten door de straal door een dwarsstraat van cesiumatomen te leiden waarbij elektronen-overdracht tussen cesium-atomen en UFg-moleculen optreedt en de kvasi-neutrale straal, die TJFg- en Cs+ ionen bevat, door een massafilter met radiofrequentie te leiden die de scheiding
25
van UF^-ionen naar massa mogelijk maakt, waarna de UFg-ionen van
het ene
en/of het andere isotoop geneutraliseerd en opgevangen worden. Zoals reeds gezegd is deze werkwijze evengoed toepasbaar op de scheiding van andere isotopen-mengsels, vooral op de scheiding van plutonium-isotopen, mits aangeboden als hexafluoride. 30
Het draaggas versnelt het UFg aërodynamisch door uit wisseling van kinetische energie. Dit draaggas moet een heel licht gas zijn dat noch met UFg nocjh met een eventueel aanwezige warmte-o verdrager rea geren kan. Zowel helium als waterstof kunnen als draaggassen gebruikt wor den, hoewel helium de voorkeur verdient omdat waterstof bij zeer hoge tem-
35
peraturen met UFg kan reageren en vanwege de aan waterstof inherente ge varen. Het gasmengsel kan 1 tot 10 mol.$ UFg bevatten, bij voorkeur k tot 6 B A D ORIGINAL
76 0 5 4 5 2
u
mol./S en het beste ongeveer 5 %• Het verdient de voorkeur dat het gasmengsel een warmte-overdrager bevat. Het is namelijk vaarschijnlijk dat tijdens het uitzetten van het gasmengsel bij het verlaten van het reduceerventiel zich 5
vele clusters van UFg-moleculen zullen vormen, welke voor isotopenschei ding ongeschikt zijn, en dus eerst opgebroken moeten worden. Dus is de toe voeging van een warmte-overdrager aan het gasmengsel,die er voor zorgt dat alle UFg-clusters verdampen, van belang. Deze warmte-overdrager werkt door uitwendige energie (uit straling) te absorberen en in de vorm van warmte
10
op de UFg-molecuulclusters over te dragen zodat deze tot enkelvoudige moleculen verdampen, waarop de scheidingswerkvijze van toepassing is. Dus kan de gasvonnige voeding êén of meer als warmte-overdrager dienende be standdelen bevatten, bijvoorbeeld een g tot 5 mol.# SFg of HF. Het gas mengsel .kan aangemaakt worden door het draaggas met een druk tot 25 atmos-
15
feer te persen door kleine gaatjes in een nikkelbuis die ondergedompeld is in een bad vloeibaar uraniumhexafluoride dat door een verwarmingsmantel op ongeveer 100°C gehouden vordt. De druk van het draaggas, zijn debiet en de temperatuur van het UFg worden zodanig ingesteld dat het gasmengsel nu 1 tot 10 % UF^ bevat. De warmte-overdrager kan in dit gasmengsel ingeleid
20
vorden door een lekkraan die zodanig ingesteld is dat het gasmengsel de juiste hoeveelheid daarvan zal bevatten. Het is belangrijk dat het uit ein delijke mengsel op een temperatuur van minstens 60°C gehouden wordt, bijvoorkeur omstre’ eks 100°C, opdat het UFg in dampvorm blijft. Hét UFg wordt versneld door het gasmengsel met een
25
druk tussen 1 en 25 atmosfeer, bijvoorkeur omstreeks 15 atmosfeer, door een expansieventiel te leiden waarin het gasmengsel eerst tot ongeveer 600°C verwarmd was, en waarbij het uitzet tot een druk tussen 0,1 en 1,0 torr. Uitwisseling van kinetische energie tussen UF^-moleculen en draaggasmoleculen tijdens de uitzetting maken dat de UFg-moleculen een verplaat-
30
singsenergie van ongeveer 3 eV krijgen. Drukken en temperaturen in het ventiel zijn van belang om er voor te zorgen dat er een voldoend intense straal UFg-moleculen ontstaat en men voldoende van het gewenste uraniumisotoop kan winnen. Aangezien het verhitte en onder druk staande gasmeng sel bij het passeren van het reduceerventiel zeer sterk uitzet vormt maar
35
een betrekkelijk klein deel van het totale gasmengsel, ongeveer 1 %> de uiteindelijke gasstraal. De overige 99 % wordt hiervan goneheiden, geremet scheiding in bestanddelen) en opnieuw als draaggas
gebruikt. De gasstraal, die nu voor meer dan 50 % uit UFg be staat, komt nu in een tweede kamer, waarin de straal bestraald wordt om de molecuulclusters, die tot 10 5
moleculen te
moleculen-kunnen bevatten, tot enkelvoudige
doen verdampen. Dit kan op verschillende wijzen gebeuren,
afhankelijk van de energie-overdrager. Als bijvoorbeeld SFg aanwezig is zal een 3 tot 10 watt CO^-laser (multi-pass, int ra-cavity) de clusters snel verwarmen door absorptie van straling omstreeks 10,6 ^u door de SFg-moleculen. Relaxatie van het aangeslagen SFg door vibraties en rotaties gevolgd 10
door een snelle warmte-overdracht doet alle molecuulclusters verdampen tot monomoleculair UFg* Een UF^-stroom van 1
x lO*1^ moleculen/sec. vergt
een opname van ongeveer 1 , 2 watt stralingsenergie voor volledige verdamping Indien HF als warmte-overdrager gebruikt wordt kan men hetzij een HF-laser met straling omstreeks 2 ^u hetzij een microgolfstraling gebruiken voor het 15
invoeren van
de energie; in het laatste geval zal een elektrisch veld van
ongeveer^kV/cm nodig zijn om de UFg-HF-clusters volledig te verdampen. Bij een frequentie van omstreeks 3 x 10**^ Hz zal een ongeveer 1U cm lange, holle microgolf-generator ongeveer 150 watt opnemen. Een derde methode voor het verdampen der clusters is door erosie, waarbij men dan geen warmte 20
overdrager aan het mengsel hoeft toe te voegen; daarbij wordt de molecuul-». clusters bevattende gasstraal door een collisiecel van meerdere cm lengte geleid die UFg-gas met een druk tussen 10-U en 10-3 torr bevat en door botsingen van de snelle clusters en de thermische UFg-moleculen zal een groot deel der clusters in enkelvoudige moleculen uit elkaar vallen.
25
De straal met monomoleculair UFg wordt nu door een vierpolige kamer geleid, waarin een druk van ~ 1 0 ^ torr heerst, met dwars „ < op deze straal een andere straal van donoratomen; door elektronenoverdracht treedt nu ionisatie op. De dwarsdoorsnede van de dwarsstraal, waardoor de UFg-straal heen moet gaan, en de dichtheid aan donoratomen in de dwars-
30
straal worden bepaald door de dwarsdoorsnede van de elektronenoverdracht. Daar deze voor het systeem
-16
Cs-UFg >150 x 10
2
cm
is schat men dat meer
dan 90 % van het UFg in UF^~ ionen omgezet wordt als een straal cesiumatomen voor ongeveer 2 cm de UFg-straal doorsnijdt en een dichtheid van 1013 - 10lU atomen/cm3 heeft. De dwarsstraal van donoratomen wórdt gevormd 35
in een verhitte versproeier. De kinematica van het botsingsproces leidt tot de vorming van ionenparen die zich beweegt in de richting van de oorB A D ORIGINAL
7605452
spronkelijke gas straal. De hoge concentratie aan ionenparen (lo"'3 - 101J+ cm
) bevordert de vorming van een kwasi-neutraal plasma van CsUFg waarvan
de neutrale aard tijdens de doorgang het opblazen van de straal door onder linge afstoting effectief onderdrukt, zodat een grotere UFg-doorgang mogelijk is dan in een straal zonder tegenionen. Als donoratomen kunnen cfe atomen van elk metaal die nen die gemakkelijk en hij een redelijke kinetische energie een elektron afgeven hij botsing met een UFg-molecuul. De voorkeur gaat uit naar cesium dat een hoge dwarsdoorsnede voor UFg-moleculen met 3 eV heeft. Andere me talen die ook als elektronendonoren kunnen dienen zijn natrium, kalium, barium, thallium en bismuth. De kwasi-neutrale straal gaat nu door een massafilter met radiofrequentie, die ingesteld is op de scheiding van UFg~ ionen na verschil in massa. Koevel dit massafilter ingesteld kan zijn op het uitwerpen van elk geïoniseerd uranium-isotoop verdient het de voorkeur dat de ”Fg~ ionen met het gewenste isotoop door het filter gaan en de UFg"” ionen met andere isotopen afgebogen worden, daar men dan het gewenste isotoop met de hoogste zuiverheid kan afscheiden. Bijvoorbeeld kan het massafilter 238
-
ingesteld worden op het afbuigen en uitwerpen van UF^ ionen terwijl '235 239 - . UFg ionen doorgelaten vorden, of op het uitwerpen van PuF^ ionen en het doorlaten van 2^PuFg
ionen. Hoe men de radiofrequentie van massa-
filters moet instellen is de desbetreffende vakmensen welbekend, en hoeft 'niet niet besproken te worden. De niet uitgeworpen geïoniseerde moleculen 235 — bijvoorbeeld de UFg ionen gaan door het filter in een opvangkamer, waarin de geïoniseerde moleculen eerst geneutraliseerd worden doordat zij op een geaarde plaat inslaan, en dan gecondenseerd op een koude val, 235 bijvoorbeeld gekoeld met vloeibaar stikstof. Het UFg kan dan gemakke lijk verder verwerkt worden. De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de hierbij behorende tekening,, die een longitudinale doorsnede van een inrichting
voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding is. Deze inrichting bestaat uit vier achter elkaar ge
plaatste afdelingen met gemeenschappelijke scheidingswanden. In het eerste deel gaat het aangemaakte gasmengsel door leiding 10 en verhitter 11, waarin het op ongeveer 100°C gebracht wordt, naar reduceerventiel 16 in expansiekamer 12; op de opening van het ventiel sluit een kegolvormige B A D ORIGINAL “>* ^? . <'*1 r-' , M
/o 0 o 4 5 9
uitloop aan die verbonden is met de scheidingswand van eerste en tweede deel. Eet reduceer- of expansieventiel 16 bevat een inwendige verwarming 22 die het gasmengsel op ongeveer 600°C brengt vlak voordat het ontlaten wordt. Het centrale deel van het ontspannen gasmengsel gaat door opening 5
18 en kegelvormige uitloop als een straal het tweede deel van de inrichting
in, en wel als een mengsel van draaggas-moleculen, UFg-moleculen, UFg' molecuulclusters en warmte-overdrager-moleculen. De rest van het ontspannen gas stroomt zijdelings weg en wordt uit kamer 12 door pomp 30 weggepompt via leiding 28 en door vloeibaar stikstof gekoelde koude val 32. Hierin 10
wordt het draaggas opgevangen en weer tot de oorspronkelijke spanning sa mengeperst, samen met meegenomen UFg en warmte-overdrager. In het tweede deel stroomt de gasstraal door bestralingskamer 3^, waarin het blootstaat aan straling uit bron 3 5 , zodat alle eventuele molecuulclusters verdampen en de straal alleen monomoleculair
15
UFg bevat voordat het door opening h2 in scheidingswand
in de langwer
pige vierpolige kamer ^0 van het derde deel komt. In deze bestralingskamer 3^ wordt via vacuumpomp 36 via leiding 38 de spanning op de gewenste lage
waarde gehouden. Het derde deel bestaat uit een langwerpige kamer U0 20
die een vierpolige massafilter U6 is, met daar buiten door vloeibare stik stof gekoelde dwarsribben 1*8. Zijdelings in dit filter U6 , nabij de schei-, dingswand b h steekt een spuitstuk 50 voor het richten van een straal donoratomen dwars op de inkomende gasstraal., om de UFg-moleculen te ioniseren. Via leiding 56 aangesloten vacuumpomp 5b zorgt voor het vacuum in dit dero oö
25
de deel. Bij het passeren van massafilter b6 worden
UFg
ionen zijde
lings afgebogen zodat ze op de dwarsribben U8 inslaan, waar zij accumuleren 235 zodat men ze kan afvoeren. Ondertussen gaan de niet afgebogen UFg ionen langs de as van kamer 1+0 door opening 52 in gemeenschappelijke schei dingswand 60 opvangkamer 62 van het vierde deel binnen, waarin een via lei30 ding 6 H aangesloten diffusiepomp 65 een lage druk onderhoudt. In dit vier
de deel worden de ionen afgebogen naar een geaarde plaat 70 ■waarop de la ding geneutraliseerd wordt, waarna ze in koude val 72 verzameld worden. 235 Hieruit kunnen de UF^-moleculen gemakkelijk afgescheiden worden voor een verdere verwerking of voor verdunning met
P^A
UF^. tot de gewenste mate
35 van verrijking.
Geloofd wordt dat met een dergelijke inrichting een
opbrengst van ongeveer Uo mg "bijna 100 %
U per uur mogelijk is. De
scheiding leidt in êén enkele stap tot 3 $-100 %
235
U met een doorloop
van 25-50 % (afhankelijk van de lengte van de quadrupool) met heel weinig U in de naloop. Een voordeel van de verkwijze en de inrichting volgens 5
de uitvinding is dat door "bijregelen van het vierpolige massafilter elke gewenste verrijkingsgraad tussen 3 % en 100 % in êên enkele doorgang mogelijk is. Ddoordat deze verkwijze maar êên enkele "bewerking inhoudt is voor het vergroten van de omzet alleen maar een meervoud van soortgelijke apparatuur nodig, zonder het meestal zo moeizame vergroten.
10
De uitvinding wordt nader toegelicht door het volgen de , niet "beperkende voorbeeld. Een gasmengsel werd aangemaakt door helium met onge veer 25 atmosfeer te persen door kleine gaatjes in een nikkelbuis die ondergedompeld was in vloeibaar, op 100°C gehouden uraniumhexafluoride. Druk en
15
debiet van het helium en de temperatuur van het vloeibare UFg werden zodanig bij geregeld dat het gasmengsel ongeveer 5 % UFg
bevatte. Door een lek-
raara werd zoveel SFg ingevoerd dat het gasmengsel daarvan enkele procenten bevatte. Het mengsel werd tot ongeveer 100°C gehouden en door een nikkelen reduceerventiel geleid, waarin het eerst op 600°C verhit werd. Het gas20
mengsel stroomde nu door een 0,25 mm opening in dit ventiel en zette daar bij van 10-20 atmosfeer uit tot tussen 0,1 en 1,0 torr. De UFg-moleculen kregen daarbij een verplaatsingsenergie van ongeveer 3 eV. De kern van het uitstromende gas ging door een 1 ,0 mm opening in de top van een kegel-
v'crmige uit laat en van daaruit naar een tweede kamer. De rest vaiihet uit25
stromende gas, ongeveer 99 %, werd veggepoinpt via een koude val waarin het UFg en SFg werden verwijderd; het niet condenseerbare deel werd afgevoerd, samengeperst en opnieuw gebruikt. De kern van de gasstraal in de tweede kamer bestond voor ongeveer 50 % uit UF/r, merendeels in de vorm van vaste U
clusters met tot- 10 moleculen per stuk. Deze straal werd bestraald met 30
een 10 watt CO^-laser die de SFg-moleculen aansloeg. D-oor relaxatie middels vibraties en rotaties gevolgd door snelle warmte-overdracht droegen de aangeslagen SF^-moleculen hun energie op de clusters over, waardoor deze in monomoleculair UFg overgingen. De gasstroom kwam nu door een kleine opening in een
35
kamer met vierpolig massafilter, waarin het eerst door een 2 cm brede dwars stroom van. cesium-atomen met een dichtheid van 10 1^ - 1 0 1i+ atomen/cm-3
ging. Hierdoor werden de UFg-moleculen in UFg~ ionen omgëzet. De gasstraal, waarvan het UFg nu voor 90 % geïoniseerd was, doorliep nu het massafilter dat een frequentie van ongeveer 0,68 MKz en een piekspanning van 27,2 kV had. Een hulpveld van 0,081t0 MHz met een peikspanning van 33,3 V maakte 5
dat de 238uf6“ ionen uitgeworpen werden en op de met vloeibaar stikstof gekoelde dwarsribben insloegen; overmaat cesium-ionen gingen daarbij mee. 235 _ . . . De . UFg ionen gingen daarentegen door het filter in een opvangkamer, waarin ze geneutraliseerd en op een met vloeibaar stikstof gekoelde cilin drische koude val opgevangen werden. Na afvoer van het UFg gaf opwerken geen
10
moeite meer. Met dit apparaat werd in 1 uur ongeveer 40 mg in wezen zuiver 235 UFg in de cilindrisch koude val opgevangen. Het is hieruit duidelijk dat de nieuwe werkwijze en inrichting een doeltreffende en economische isotopenscheiding mogelijk 235 maken, vooral voor het afscheiden van U uit natuurlijk uranium.
15
C o n c l u s i e s 1. Werkwijze voor het afscheiden van een bepaald isotoop uit een mengsel van isotopen van een actinide element, met het kenmerk, dat een mengsel aangemaakt wordt van een draaggas en het actinide element in de vorm van de verbinding MFg, waarin M het actinide element voorstelt,
20
en dit mengsel onder verhitting tot 600° onder druk door een reduceerven tiel geleid wordt, waarbij drukverlaging optreedt en zich een straal van MFg-moleculen, MFg-molecuulclusters en draaggas vormt, waarvan de MF^~ nioleculen een energie van ongeveer 3 eV hebben, dat de MFg-moleculen in negatief geladen molecuulionen omgezet worden■door de straal door een dwars-
25
straal van elektrondonor-atomen te leiden zodat elektronenoverdracht tus sen donoratomen en MFg-moleculen optreedt, dat de kwasi-neutrale straal met negatieve MFg-ionen en positieve donor-ionen dan door een massafilter geleid wordt waarvan de radiofrequentie ingesteld is op het scheiden van ï-IFg- ionen van verschillende massa, waarna de MFg” ionen van het bedoelde
30
isotoop geneutraliseerd en opgevangen worden. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men isotopen van uranium of plutonium scheidt en dat de voeding tussen 1 % en 10 mol.# MFg bevat. 3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk,
35
dat als draaggas waterstof en/of helium gebruikt wordt en dat de druk van het gasmengsel in het reduceerventiel tussen 1 en 25 atmosfeer ligt. B A D ORIGINAL
U. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat.de elektronendonor-atomen van cesium, natrium, kalium., "barium, thal lium of bismuth zijn. 1c
5« Werwijze volgens conclusie 3 of U, met het kenmerk, 5
dat het draaggas helium is en dat het gasmengsel U tot 6 mol.#
MFg bevat.
6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het gasmengsel een \ tot 5 mol.# warmte-overdrager bevat en dat het bestraald wordt om de daarin aanwezige molecuulclusters uit elkaar te laten vallen. *Q
7« Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat als warmte-overdrager SFg of HF gebruikt wordt. 8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het gasmengsel een § tot 5 mol..# SFg bevat en dat de gasstraal bestraald wordt met een CO^-laser met een golflengte van ongeveer 10,6 micron.
15
9. Werkwijze volgens conclusie 7> met het kenmerk, dat het gasmengsel een ltot 5 mol.# KF bevat en de gasstraal beëbraald wordt met microgolven van een veld dat tenminste 10 kV/cm sterk is. 10. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het gasmengsel een g tot 5 mol.# HF bevat en dat de gasstraal bestraald
20
wordt met een HF-laser met een golflengte omstreeks 2 micron. 11. Werkwijze in hoofdzaak volgens beschrijving en/of voorbeeld.
B A D ORIGINAL / D 0 h kL 'w * O
]3 3 p 07
P^PoG
P
3 Po?
P 3P
C
Sa v' y ü 9 L
