ЖЭТФ, Том 159,
Вып. 2,
стр. 281 (Февраль 2021)
(Английский перевод - JETP,
Vol. 132, No 2,
p. 233,
February 2021
доступен on-line на www.springer.com
)
Лазерная изотопно-селективная ИК-диссоциация молекул с небольшим изотопическим сдвигом в спектрах поглощения в неравновесных термодинамических условиях скачка уплотнения
Макаров Г.Н., Петин А.Н.
Поступила в редакцию: 26 Августа 2020
DOI: 10.31857/S0044451021020085
Представлены результаты исследований лазерной изотопно-селективной ИК-диссоциации молекул (на примере CF3Br и CF2HCl), характеризующихся небольшим (менее 0.25 см-1) изотопическим сдвигом в спектрах ИК-поглощения, в неравновесных термодинамических условиях скачка уплотнения (ударной волны), формирующегося перед твердой поверхностью при падении на нее интенсивного импульсного газодинимически охлажденного молекулярного потока. Исследования проводились с использованием для формирования молекулярного потока и скачка уплотнения как чистых газов CF3Br и CF2HCl, так и смеси CF3Br/CF2HCl при соотношении давлений 1/1. Установлено, что эффективность диссоциации молекул в скачке уплотнения, а также в падающем на поверхность потоке существенно больше, чем в невозмущенном потоке. Показано (на примере CF3Br), что при возбуждении молекул в скачке уплотнения и в падающем на поверхность потоке сильно (в 5-10 раз) увеличивается выход диссоциации по сравнению с выходом диссоциации в невозмущенном потоке и значительно (в 3-5 раз) уменьшается порог диссоциации. Установлено также, что в случае облучения молекул в смеси имеет место взаимное сильное увеличение эффективности их диссоциации по сравнению со случаем облучения молекул в отдельности, что позволяет проводить изотопно-селективную лазерную ИК-диссоциацию молекул при небольших плотностях энергии возбуждения (-1.5 Дж/см2) и тем самым увеличить селективность процесса. Это показано на примере селективной по изотопам хлора и брома диссоциации указанных молекул в скачке уплотнения. Получены коэффициенты обогащения в остаточном газе CF2HCl и в формировавшемся продукте Br2 при облучении соответственно смеси молекул CF2HCl/CF3Br = 1/1 и молекул CF3BrCO2 лазером на линии 9R(30) (на частоте 1084.635 см-1) при плотности энергии Дж/см2. Обсуждается применение полученных результатов для лазерного разделения изотопов на практике.
|
|