Управление ИК-лазерным излучением кластеризацией молекул CF₃Br при газодинамическом расширении смеси CF₃Br/Ar: селективность по изотопам брома
Апатин В.М., Макаров Г.Н., Огурок Н.-Д.Д., Петин А.Н., Рябов Е.А.

Поступила в редакцию: 27 Февраля 2018

DOI: 10.1134/S0044451018080072

PDF (324.8K)

Изучен процесс управления кластеризацией молекул CF₃Br при газодинамическом расширении смеси CF₃Br/Ar на выходе из сопла с помощью инфракрасного (ИК) лазерного излучения. Основное внимание уделено исследованию возможности реализации селективного относительно изотопов брома подавления кластеризации молекул CF₃Br в результате их резонансного колебательного возбуждения в зоне газодинамического расширения вблизи сопла. В экспериментах использовался непрерывный СО₂-лазер для возбуждения молекул и кластеров в пучке и квадрупольный масс-спектрометр для их детектирования. Описаны экспериментальная установка и метод исследования. Получены зависимости эффективности подавления кластеризации молекул от параметров возбуждающего лазерного излучения, параметров газа над соплом (состава и давления), а также от расстояния до зоны облучения молекул от «среза» сопла. Показано, что при резонансном колебательном возбуждении газодинамически охлажденных молекул CF₃Br на выходе из сопла можно реализовать изотопно-селективное по отношению к изотопам брома подавление кластеризации молекул. В случае использования смесей CF₃Br/Ar при соотношении давлений p(CF₃Br):p(Ar) = 1:10 и 1:30 получены коэффициенты обогащения кластерного пучка изотопами брома соответственно и в условиях облучения струи на линии 9R(30) лазера (1084.635 см^-1). При этом в случае использования смеси с соотношением давлений p(CF₃Br):p(Ar)=1:10 достигнута селективность процесса подавления кластеризации . Полученные результаты дают основание полагать, что указанным методом можно селективно управлять кластеризацией молекул, содержащих изотопы тяжелых элементов, которые имеют небольшой изотопический сдвиг в спектрах ИК-поглощения (например, WF₆, OsO₄, UF₆).