Dissertação
{pt=Estudo da Separação de Isótopos com Lasers de Frequência Variável} {} EVALUATED
{pt=Os isótopos em concentrações enriquecidas são fundamentais para diversos campos de actividade humana, como combustíveis para reactores nucleares, radioisótopos para terapias, processos e diagnósticos médicos, elementos de investigação científica e para a indústria. Dado que as técnicas comuns de separação de isótopos são insuficientes para satisfazer as necessidades actuais, quer a nível energético e económico quer em termos de quantidade de produção, propomos o novo método que tem como base um sistema óptico de aceleração, desenvolvido recentemente. Neste método os isótopos ionizados são apreendidos e acelerados numa estrutura de onda ponderomotiz de batimentos consoante as respectivas razões de massa sobre carga. Nesta tese desenvolveu-se um modelo analítico para estimar e analisar o resultado da aplicação do método de separação. Em paralelo foi criado um código para simular a separação. Determinaram-se os requisitos que as propriedades dos laseres têm de satisfazer e simulou-se o caso específico da separação dos isótopos de 14C e 20O. O processo proposto é eficiente e apresenta elevados valores do factor de separação. A sua execução é possível em apenas um a dois estágios de aplicação pelo que não requere, em princípio, instalações complexas ou altos custos de produção e manutenção. Permite a separação simultânea de vários isótopos e a obtenção de um produto final 100% puro., en=Enriched isotopes are fundamental as fuel for nuclear power plants, as radioisotopes for nuclear therapies, procedures and diagnosis and have many applications in both scientific research and industry. In light of the inadequacy of standard isotope separation techniques to the current world-wide en- ergetic and economic requirements, a novel laser isotope separation process is proposed based on a recent all-optical acceleration technique, in which the ionized isotopes are trapped and accelerated in a ponderomotive beat wave structure that is controlled by tuning the laser chirps, according to the isotopic weight over charge ratio. In this thesis an analytical model for analyzing and comparing the outcome of applying this separating method is developed together with a robust simulation code. The requirements for the laser properties are set and the 14C and 20O isotope separation is simulated. The process is shown to be highly efficient and to have large values of the separating factor. Allowing the separation in only one or two separating stages and therefore not requiring, in theory, a complex facility with high building and maintenance costs. It provides the means for separating several different isotopic types each stage and also for generating a final 100% pure material.}
novembro 9, 2012, 11:0
Orientação
CO-ORIENTADOR
Jorge Miguel Ramos Domingues Ferreira Vieira
Grupo de Lasers e Plasmas - IPFN, IST
Investigador Auxiliar
