Ключевые слова: лазерные методы разделения изотопов, изотопы бора, турбомолекулярный вакуумный насос, приближение пограничного слоя, уравнения баланса, сверхзвуковой поток переохлажденного разреженного газа

Аннотация

На основе модели диффузии, управляемой лазерным излучением, были найдены   значения температуры и давления, при которых фактор обогащения изотопом бора-10 достигает максимума в сверхзвуковом газовом потоке (2% смесь BCl3 в Ar). Для производства газового потока с данными параметрами была собрана установка в университете Чеджу (Юж. Корея). Были измерены распределения температуры вдоль оси потока воздуха последовательностью медно-никелевых термопар. На основе полученных данных (недостаточно низкое давление в разделительной ячейке P=13.4Torr и слишком высокая температура в ядре газового потока T=10.5C) был сделан вывод о необходимости корректировки пропускной способности сопла при использовании турбомолекулярного вакуумного насоса TMP-3403LMEC-T2.

Keywords: laser-assisted methods of isotope separation, boron isotopes, turbo-molecular vacuum pump, boundary layer approximation, balance equations, overcooled rarefied supersonic gas flow

Abstract

Based on the transport model of laser driven diffusion of BCl3 diluted at high molar fraction m=0.02 in argon carrier gas in supersonic jets, the values of gas flow core temperature and pressure, corresponding to the maximum of enrichment factor by boron-10, were found. To produce gas flow with optimal for boron isotopes separation parameters, an experimental setup as been assembled in Jeju University (South Korea). The temperature distribution along air flow direction has been measured by the sequence of copper-nickel thermocouples. According to the experimental data, gas flow pressure and temperature obtained are too high (the lowest pressure and temperature are P=13.4 Torr and T=10.5 C respectively). It can be explained by mismatch of the nozzle throughput and pumping down rate provided by TMP-3403LMEC-T2 turbomolecular vacuum pump.