同位素分离技术
一项能快速且有用地将核电站和核医学领域内运用的放射性同位素别离开来的技能是许多物理学家们孜孜以求的“圣杯”。但是,同位素分离技能也是制作核兵器的关键技能,因此也面临着被不法分子滥用于非法制作兵器的危险。
天然铀矿石内大部分是铀-238,但是其无法维持发生爆炸所需求的失控连锁反应。别的,简略裂变的铀-235在铀矿石内的含量仅为0.7%。当铀-235的比例到达3%至5%时,才能为核反应堆制作燃料。而要制作出一枚炸弹,铀-235的含量必需求超越90%才行。由于不同同位素的化学性质基本上相同,将两种同位素分离开来一向是大规模研制核兵器的首要壁垒之一。现在最先进的技能是让数千个离心机串联在一起,但这一办法会占用许多空间,消耗许多电力和时刻,也需求精密加工的零件。
激光器或许更有用。不同铀核质量的细微差别会改动其电子壳层的能级。通过准确调谐的激光器能激宣布同想要的同位素有关的能级,并且,与其他技能结合在一起,可将铀-235从其他元素中选择出来。这项研讨能快速且秘密地进行。早在2004年,韩国科学家们就已运用激光器,在几周内将少量铀-235丰厚到挨近兵器的纯度。这项研讨一向没有被发现,直到研讨进行了几年后才被国际核对组织知悉。
现在,跟着廉价且能被很好调谐的激光器的问世,对全球的物理学家们来说,激光同位素分离变得更加简略。比方,美国德克萨斯大学奥斯汀分校的马克•雷曾正研讨运用激光器别离出在医学领域十分重要的同位素,比方钙-48、镍-64等,钙-48首要用于骨病症的确诊中;镍-64则是一种极富潜力的癌症医治试剂。雷曾表明,全球都急需医学同位素,“人们的日子将依托发现新的同位素来源。”
雷曾的技能十分简略易懂:准确调谐的激光器将所需求的同位素内的电子推到更高能的状态,以暂时改动原子的磁矩。从这个意义上来说,所有需求被选择出来的同位素都具有大而安稳的磁矩。
雷曾表明,他也十分清楚,整天与激光器和各种同位素打交道可能会给他的身体健康带来不少危险。但他认为,这种可能性微乎其微,由于他们的技能十分安全。
不过,也有人认为,从事和激光器打交道的工作仍是小心为妙。美国华盛顿特区乔治敦大学公共科学爱好项目的联合负责人弗朗西斯·斯雷克就指出:“我认为与激光器打交道的危险很高。”斯雷克从前揭露对立用激光同位素别离办法制作核燃料的商业化,他期望科学家们对此进行更揭露而严苛的讨论,由于许多从事原子和分子光学研讨的物理学家们与雷曾的观念一致。他说:“我认为应该暂时中止此类研讨,并且需求对其进行深入的反思。”
物理学可以谋福人类社会,这一主意让雷曾激动不已,他也在继续他的研讨。他说:“不能由于存在危险就中止研讨,假如你不做,总会有其他人做。”他的第一个与锂等光原子有关的研讨结论将于几个月后出炉。
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