束同位素分离筛选较轻的元素

同位素浓缩可能通常与核武器有关的受欢迎的想象力,但在现实中分离同位素是至关重要的,从核医学在研究化学同位素标签。同位素分离通过各种各样的方式,但他们通常是能源密集型或特定于一个元素,通常需要重复几次达到所需的同位素纯度。现在,美国研究人员宣称一个可选择的解决方案可能更普遍适用的光元素。然而,其他研究人员持怀疑态度。

研究表面的原子和分子束是无价的。量子力学表明,原子波以及粒子,这些波- sub-nanometre波长的衍射的均匀间隔的原子在一个表面上像光波衍射光栅。一个原子的波长取决于它的动量。如果同一元素不同同位素的旅行以同样的速度,因此,不同的群众给他们不同的动量,因此不同的波长。时衍射表面,因此,衍射光谱的峰值应该稍微不同的点。

史蒂文Sibener芝加哥大学的和同事产生一束冷却超音速氖原子的速度几乎相同的速度通过扩大高压氖气体通过喷嘴进入高真空。他们在高质量的硅晶体定向波束,测量各同位素的比例在每个衍射角使用质谱仪。霓虹灯自然由不到10% neon-22:研究人员表明,通过选择合适的角度,他们可以获得样品由neon-22 30%以上。研究者建议细化可以改善这个百分比,或者样品可以进行多次过程所需的同位素的比例增加。

他们承认这项技术不太可能用于分离同位素的原子质量数大于40岁,因为这些更有可能从表面而不是衍射散射inelastically干净,但Sibener表明仍然可能有用的其他元素。Isotopically纯硅,例如,有可能使用在经典和量子电子学。“硅的一个明显的目标,”他说。但还有医用同位素,感兴趣的几个碳同位素。锂也是非常有趣的,因为它的使用在一些能源系统,包括可能融合。”

实验中,就其本身而言,是绝对好,”说马克Raizen德克萨斯大学奥斯汀分校的我们。我不知道任何人的见过衍射的霓虹灯。”他持怀疑态度,它可以用来分离同位素,然而。他指出,99.9%的纯neon-22可以从科学的设备供应商,获得相对便宜和怀疑的方法可以大量生产。他认为技术不太可能概括其他元素,因为困难生产高质量的梁和适当的惰性表面。大多数元素并不气相在室温下,”他解释说。“如果他们触及表面,他们坚持。

这当然不是一个广泛适用的同位素分离方案,”对此表示赞同斯科特•安德森美国犹他大学的。我可以想象它可能工作等轻金属…如果你有类似氟甲基表面,这可能是惰性的足够的,这些东西不会长久,但是我就是不知道。也许这是一个“一招鲜吃遍天”,但这对大多数同位素分离计划”。