دید کلی

ایزوتوپهای برگزیده نظیر ایزوتوپهای اورانیوم ، بسیار با ارزش هستند. این ایزوتوپها را می‌توان بطور اقتصادی با فرآیندهای لیزری ، با بهره کوانتومی کاملا کمتر از واحد ، از هم جدا کرد. جدا سازی مولکولی هم شبیه جدا سازی ایزوتوپهاست و مانند ایزوتوپها ، مولکولها نیز به علت اختلاف در طیف جذبی اجزا برانگیخته می‌توانند جداسازی شوند. با استفاده از لیزر می‌توان ترکیبات را خالص سازی کرد، یک طرح خالص سازی مواد با لیزر ، هنگامی که مقادیر ناخالصی کمتر از 100PPm هستند، حتی برای مواد شیمیایی با تولید انبوه ، به خوبی با فرآیندهای پر انرژی ، نظیر تقطیر در سرما می‌تواند رقابت کند.

لیزر در جداسازی ایزوتوپها

ایزوتوپهای مختلف اتمها ، دارای فرکانسهای جذب اندک متفاوتی هستند، لیزرهای با نوار طیفی باریک را می‌توان برای برانگیختن گزینشی یک ایزوتوپ بکار برد. برانگیختن چند فوتونی ، با استفاده از لیزرها در طول موجهای متعدد ، منتهی به یونیزاسیون گزینشی می‌گردد، به گونه‌ای که مواد غنی شده از نظر ایزوتوپ را می‌توان از هر یک از بخشهای واکنش داده یا واکنش نداده جمع آوری کرد. ابزار غنی سازی ایزوتوپی با لیزر بسیار پیچیده‌تر از سانتریفوژ یا سلول نفوذی است، ولی به علت غنی سازی بالا در هر مرحله ، کل فرآیند ساده‌تر است.

• جداسازی ایزوتوپهای اورانیوم: با تابش لیزر گزنون به نمونه گازی اورانیوم طبیعی ، ²³⁵U برانگیخته می‌شود و به دنبال آن فوتونهای تابانده شده از لیزر کریپتون باعث یونیزه شدن ²³⁵U می‌گردد. یونهای مثبت ایجاد شده را در یک الکترود منفی جمع می‌کنند تا در اثر کاهش به ²³⁵U تبدیل شود. امروزه این روش اندک اندک در حال جایگزینی با غنی سازی معمولی است.
  
  
• با استفاده از لیزر می‌توان ایزوتوپهای بور ، کلر ، گوگرد ، کربن و هیدروژن را هم جداسازی کرد.

جداسازی مولکولی با لیزر

فرآیند جداسازی مولکولی توسط لیزر ، زمانی نتیجه بخش است که لیزری با عرض نوار طیفی باریک بتواند اجزا برگزیده یک مخلوط مولکولی را ، به علت اختلاف در طیف جذبی اجزا ، برانگیخته سازد. برای مثال جذب زیاد سولفید هیدروژن نسبت به گاز سنتزی ، امکان حذف انتخابی سولفید هیدروژن را توسط لیزر اگزایمر فلوئورید آرگون از جریان گاز ، میسر می‌سازد. به علت مسمومیت کاتالیزورها با مقادیر کمتر از PPm سولفید هیدروژن موجود در مواد اولیه ، حذف سولفید هیدروژن با فرایندهای شیمیایی متداول بسیار مشکل است.

خالص سازی شیمیایی با لیزر

خالص سازی با لیزر ، هنگامی از نظر اقتصادی امکانپذیر است که ، حذف مقادیر اندک خالصی ارزش فراورده را به مقدار زیاد بالا ببرد و فرآیند دارای بازده بالای کوانتومی باشد، بطوری که تعداد نسبتا اندکی از فوتونها برای تولید یک مول از ماده خالص بکار روند. حذف ناخالصی اغلب به دلیل اینکه ناخالصی کارآیی را فرآورده را کم می‌کند (همانند ساخت نیم رسانا) یا به دلیل اینکه فرآیند بعدی را تحت تأثیر قرار می‌دهد، مورد نیاز است.

نقش لیزرهای IR در جداسازی

شیمی لیزری IR ، به دلیل گزینش گونه‌ای آن معمولا روش مورد نظر برای جداسازی است. ولی برای اینکه لیزرهای IR بتوانند بطور رضایت بخشی ، تحت شرایط فرآیندی همانند منشا بالا یا تولید انبوه عمل نمایند، توسعه بیشتری برای آنها مورد نیاز است. هزینه تابش لیزر ، در صورتی توجیه پذیر است، که منجر به تشکیل فرآوردهای با ارزش افزوده بالا ، نظیر یک کمپلکس زیست مولکولی گردد.

مباحث مرتبط با عنوان

• ابزار غنی سازی ایزوتوپی با لیزر
• جداسازی مولکولی با لیزر
• خالص سازی شیمیایی با لیزر
• جداسازی شیمیایی با لیزرهای IR
• دستگاه گریز از مرکز
• شیمی و لیزر
• غنی سازی ایزوتوپی با لیزر
• کمپلکس زیست مولکولی
• لیزر در جداسازی ایزوتوپها
• لیزر فلوئورید آرگون
• یونیزاسیون گزینشی