Separación isotópica de litio por láser para aplicaciones nucleares

P. KNOBLAUCH; A. BRUCHHAUSEN; P. FAINSTEIN; A. FAINSTEIN; D. FREGENAL; M. GUYÓN; G. ROZAS; D. BIASSETI; E. CORTIZO; S. ENCINA; P. FRIGERIO; E. KAUL; A. LAMAGNA; F. NIRO; J. RAMOS; P. SCHÖNHALS; M. ZARCO; J. FIOL

San Carlos de Bariloche

Conferencia; 107° Reunión de la Asociación Física Argentina; 2022

Asociación Física Argentina

En los últimos años, la extracción y procesamiento de litio recibió un fuerte impulso enfocado, principalmente, en la fabricación de baterías para automóviles. Sin embargo, este elemento también posee una gran importancia en la tecnología nuclear. El isótopo litio-7 se utiliza en el circuito primario de centrales nucleares de agua presurizada y el litio-6 se emplea como blindaje o como detector de neutrones. El uso del litio isotópicamente puro en estas actividades requiere de cantidades muy inferiores a las necesarias para la producción de baterías, grasas, etc., pero su producción tiene un enorme valor agregado.En este trabajo se presentan resultados de separación isotópica de litio basada en el método de Atomic Vapor Laser Isotope Separation (AVLIS) [1]. La técnica se basa en la ionización selectiva por láser de los isótopos de interés. En un horno especialmente diseñado se genera un haz atómico vaporizando litio metálico a temperaturas superiores a los 400 ºC. Un sistema de orificios o rendijas colima el haz atómico que es dirigido a una cámara de procesos acoplada a un Espectrómetro de masas por tiempo de vuelo (TOF). El haz de litio se irradia con un láser, sintonizado alrededor de 671 nm, que produce la excitación selectiva de uno de los isótopos. Un segundo láser es utilizado para la ionización del átomo excitado. Los iones generados se extraen mediante un campo eléctrico para su recolección o para su análisis por TOF. El haz neutro se colecta por separado.Se exhibirá el diseño de las partes que componen el dispositivo: horno de vaporización, cámara de procesos, láseres y espectrómetro. También se presentarán espectros de tiempo de vuelo asociados con el haz atómico natural y el efecto de la excitación sobre las componentes isotópicas del mismo. Se presentarán resultados de selectividad y se discutirá la aplicación de esta técnica para la producción de litio enriquecido isotópicamente para su uso en la industria nuclear