Laserisotopentrennung und Proliferation Werner Fuß, Garching früher: Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Garching Bis 1993: Laserisotopentrennung von leichten Elementen (S, C, O …) durch IR-Vielphotonendissoziation (IRMPD) von Molekülen (gepulste CO2-Laser) Bis ~1985 Zusammenarbeit mit Uranit bei Entwicklung von 16-µm-Lasern (Uranit Jülich: Bis 1992 IRMPD von UF6 im kalten Molekülstrahl, Trennung im Labormaßstab mit guter Selektivität) DPG-Frühjahrstagung, 7. März 2013, Dresden

– 235U durch thermische Neutronen spaltbar (238U nicht) – Natururan enthält 0.72% 235U (Isotopenverhältnis R0 = 0.0073) – Leichtwasserreaktor braucht ~3 (- 5)% 235U (R = 0.031)  Anreicherung um den Faktor R/R0 = 4.3 benötigt – Bombe braucht ~90% 235U (R = 9)  Anreicherung um den Faktor R/R0 = 1230 benötigt Benötigte Anreicherungen erreicht durch Hintereinanderschaltung von Trennelementen Trennfaktoren von – Diffusion 1,003 Gmelin S. 76 – Gegenstromzentrifuge 1,3 - 1,5 1,5: Gmelin S. 95 M. – Massenspektrometer 50 – 10000 ?(Raumladung bei gr. Mengen!) – Trenndüse; UCOR (Südafr.) …1.015; 1,025 Gmelin S. 104-5, S. 120-1 – Laser: AVLIS (Atomdampf) 1000 – 20000 (Praxis: <1000) Paisner 1998 – Laser: MLIS (IRMPD) 10 – 30 eigene Kenntnis – Laser: SILEX 2 – 20 Pressemitteilungen – …

Für Hochanreicherung müssen z. B Für Hochanreicherung müssen z.B. bei Zentrifuge viele Trennelemente hinter einander geschaltet werden, bei Laserverfahren (SILEX) nur wenige. (Silex = Separation of Isotopes by Laser Excitation, entwickelt in Australien nach Vorarbeiten in Südafrika. Produktion in USA in Vorbereitung)  Befürchtung: Laseranlage arbeitet schnell (kurze Überwachungszeiträume nötig!) Laseranlage ist klein (schwer zu entdecken!) Laseranlage kann schnell aufgebaut werden (Entdeckung, Überwachung) Also attraktiv für Missbrauchswillige. Vorweg: Laseranlage arbeitet nicht viel schneller als Zentrifugentrennanlage, Laseranlage ist nicht viel kleiner als Zentrifugentrennanlage (die man aber auch verstecken kann, siehe Ghom oder N-Korea!), der Aufbau dauert vergleichbar lang (Land mit Vorkenntnissen wie USA), Konkurrenzfähigkeit muss sich erst noch erweisen. Für Staaten machbar, nicht für Einzelpersonen.

in Wilmington (North-Carolina) 25. Sep. 2012: NRC (Nuclear Regulatory Commission) erteilt die Genehmigung an General Electric und Hitachi (mit Beteiligung von Cameco), eine Uranisotopen-Trennfabrik mit Kapazität bis 6000 t UTA und Anreicherung bis 8% 235U in Wilmington (North-Carolina) auf Basis des Silex-Verfahrens zu errichten. Global Security Newswire 17 Jan 2013, www.nti.org/gsn/article/laser-enrichement-license-approval-stands-at-nuclear-agency-deadline vgl. GSN 24 Mai 2012 (Zum Vergleich: Ein Leichtwasserreaktor mit 1 GW el. braucht 300 t UTA als Erstbefüllung und dann 100 t UTA / Jahr.) Gmelin – Antrag 2,5 Jahre zuvor. Details des Verfahrens nicht veröffentlicht. – NRC wollte nur nukleare (nicht Proliferations-) Sicherheit beurteilen. – Firma reicht auch Einschätzung der Proliferationsgefahr von drei „unabhängigen Experten“ ein, aber nicht veröffentlicht. – American Physical Society und andere (a) beantragen, Proliferationsgefahr bei Genehmigung zu berücksichtigen, (b) beantragen auch Einsicht anderer Experten, (c) befürchten Proliferationsgefahr (wie auch DPG März 2012)

Warum Lasertrennung? Bisherige U-Trennverfahren, Silex und andere Laserverfahren, Vergleich hinsichtlich Proliferation

– Wachsender 235U-Bedarf. Diffusionsanlagen sind Energiefresser, Warum LIS? (1) Um 1975 – Wachsender 235U-Bedarf. Diffusionsanlagen sind Energiefresser, Zentrifugen noch verbesserungswürdig. Unabhängige Methode erwünscht. Mehrere Ansätze: (a) Trenndüse (Karlsruhe, Demonstrationsanlage in Brasilien) (b) Andere gasdynamische Verfahren (UCOR Südafrika) (c) Chemische Austauschverfahren (d) Zyklotron-Resonanz, Plasmazentrifuge (e) verschiedene Laserverfahren: Hoffnungsträger wegen (erhoffter) hoher Selektivität und weil Komplikationen total unterschätzt wurden. – Hohe Selektivität würde erlauben, aus abgereichertem Uran einen Teil der restlichen 0,2 – 0,3% 235U heraus zu holen. (a) – (e) in den 90er Jahren alle aufgegeben, ausgenommen Silex: in Australien weiter untersucht (2) Heute: – USA sieht (Ersatz-) Bedarf: (a) USA führt angereichertes Uran aus W-Europa und Russland ein, hat eine neue Urenco-Zentrifugenanlage (Neu-Mexiko) laufen und plant weitere. Letzte Diffusionsanlage wird im Mai 2013 eingestellt. (b) Vertragliche Umwidmung von russ. Bombenuran („Megatons to Megawatts“, seit 1995) ist bald ausgeschöpft. (Es gäbe noch genug Bombenuran!) – Verwendung von abgereichertem Uran durch Silex ist in Diskussion

Anreicherungsfaktor a (Selektivität) Allgemeines Gmelin Anreicherungsfaktor a (Selektivität) Trennfaktor A Abreicherungsfaktor b a, b, A: Verhältnis der beiden Isotopenverhältnisse. Gewöhnlich wählt man a = b. „Selektivität“ bezieht sich auf den physikalischen Elementarprozess, „Anreicherungsfaktor“ auf die Anlage.

Normalerweise viele Trennelemente pro Stufe Trennkaskade Gmelin Normalerweise viele Trennelemente pro Stufe vermischungsfrei, wenn a = b (i.a. schwierig für Laserprozesse)

Stufendurchsatz L gegen Stufenzahl (Durchsatz  Zahl der Trennelemente) (an der Spitze: hohe Anreicherung) Gmelin Kurvenform rekursiv definiert, anfangs exponenziell Wenn die erste Stufe einen hohen Trennfaktor hat, ist die Zahl der Trennelemente ab der 2. Stufe entsprechend reduziert. Beispiel: Laser-Anreicherung von 13C von 1,1% auf 50% (= Trennfaktor ~100) reduziert den Durchsatz ab der zweiten Stufe um den Faktor 50. Ab da kann man Zentrifugen nehmen (so in Kaliningrad + Partner).

Ein hoher Trennfaktor (bei akzeptablem Durchsatz) – spart also bei kleinen Isotopenkonzentration (am Anfang der Trennkaskade) am meisten. Erste Stufe braucht aber vollen Durchsatz. – macht Benutzung von abgereichertem Uran erst realistisch. Anderes Beispiel: Ausgehend von auf 20% angereichertem Uran (Iran!) kann man mit einer recht kleinen Zentrifugenanlage vollends auf 90% kommen. (Im Vergleich zu Start bei 0,7%: halb so viele Stufen, 30 mal weniger Durchsatz) Iran kann also mit vorhandener Technologie leicht Bombenuran produzieren und braucht kein Laserverfahren. Ahmadinedschads Lob für Irans LIS-Entwickler (2010: Spiegel 43 2012) bedeutet wohl „nur“, dass Iran mit der Bombe liebäugelt. siehe auch http://www.isisnucleariran.org/ sites/detail/lashkar-abad-laser-enrichment/ oder http://www.iranwatch.org/privateviews/First%20Watch/perspex-fwi-Laser.pdf (auch AVLIS) (Aktivitäten seit etwa 1975!) Vergleich von benötigten Anlagengrößen (z.B. Zentrifuge gegen Silex): – hängt von Trennfaktor ab (Zahl der Stufen, gekrümmte Durchsatzkurve) – relative Größe der Trennelemente (Zentrifuge / Laser + Zubehör) – Durchsatzgeschwindigkeit durch Trennelement.

Gasdiffusionsanlagen (zur Zeit des kalten Kriegs): Alle drei zusammen: 6 GW Stromverbrauch (Zentrifugen: 50 mal weniger) – Oak Ridge und Portsmouth eingestellt, – Paducah wird im Mai 2013 eingestellt Gmelin

Französische Diffusions-Anlage in Tricastin Quelle: Urenco

Franz. Diffusions-Anlage in Tricastin (In Flussnähe: Atomkraftwerke mit 4  1 GW) Quelle: Urenco

Group of gas-diffusion separators URAL ELECTROCHEMICAL INTEGRATED PLANT Inzhechik 2007

Centrifuge cascades of URENCO н Japanese centrifuges Centrifuges of USA Inzhechik 2007

Ural Electrochemical Integrated Plant Centrifuges Panorama of a module of centrifuges for stable isotope separation Russische Zentrifugen-Trennanlage Inzhechik 2007

Zentrifugen der deutschen Demonstrationsanlage in Almelo / Niederlande Gmelin Zentrifugen der deutschen Demonstrationsanlage in Almelo / Niederlande Gehäuse: Durchmesser ~30 cm, Höhe ~1,5 m, 40000 Zentrifugen, 200 t UTA/a.

Gegenstrom-Zentrifuge Gmelin Trennfaktor wächst exponenziell mit Höhe Z. Mechanische Resonanzfrequenz sinkt mit Z. Betrieb längerer Zentrifugen möglich, wenn sie durch Federbälge unterbrochen sind. Russische Zentrifugen: kurz (unterkritisch, ohne Federbälge).

In Zentrifugen ist die Trennung ein Gleichgewichtsprozess In Zentrifugen ist die Trennung ein Gleichgewichtsprozess. Verluste (Lager, elektrische, Staudruck an Entnahmerohren) sind minimierbar. Diffusion und verschiedene gasdynamische Trennungen sind irreversibel: Kompressionsarbeit kann nicht zurück gewonnen werden.

Gasdynamische Isotopentrennung Inzhechik 2007 Trenndüse (E.W. Becker, Karlsruhe) Demonstrationsanlage in Brasilien (eingestellt) For pure UF6 the maximal speed of flow is less than 100 m/s. To increase the speed the UF6 is diluted by H2 or He. Optimal parameters: Gas mixture: UF6 (4%) + H2 Input pressure 0,26 bar Factor of expansion 2,1 Factor of flow separation 0,25 Enrichment factor 1.015 – 1.025 Krümmungsradius 0,1 mm Zentrifuge mit stehender Wand. (kleiner Effekt auch schon ohne gekrümmte Wand)

Gasdynamische Isotopentrennung – 2 ~ fingerdick, 10-20 cm lang Wikipedia „Wirbelrohr“ (für Isotopentrennung modifiziert: konisches Rohr, an- und abgereicherte Ströme beide am rechten Ausgang, …) Wirbelrohr nach Ranqué-Hilsch: Adiabatische Kompression und Aufheizung außen (Zentrifugalkraft) und entsprechende Abkühlung innen. Der kalte Strom (-40 bis -50°) dieses Wirbelrohrs wird in mechanischen Werkstätten zur Abkühlung von Werkzeugen benutzt. Südafrikanisches Verfahren (UCOR) beruht darauf (UF6 + H2). Details unbekannt. Aber benutzt zur Herstellung von Reaktor- und Bombenuran. Anreicherungsfaktor 1,045-1,055. Energieverbrauch größer als Diffusion. Eingestellt (1990-1995). Daraus durch Kombination mit Laser der „Aerodynamic Separation Process (ASP)“ der Fa. Klydon (bei Pretoria) entwickelt und zur Trennung leichter Isotope (Si, …) benutzt.1995 nach Australien (Fa. Silex Systems) lizenziert, dort zur Urantrennung weiter entwickelt.

Laserisotopentrennung: AVLIS Gs Threshold of ionization 235U+ ion 235U** 1 2 3 Energy scheme of a variant of selective photo-ionation of 235U: 3 photons are used consistently for the ionization Schwab 1998 Inzhechik 2007 Atomdampfverfahren (AVLIS) – Wie massenspektroskopischer Verfahren aber mit Ionisation von nur 235U – Optische Selektivität ist >20000 Paisner 1988 – Zur Vermeidung von Elektronenaustausch in Stößen (Verlust der selektiven Ionisation!) braucht man Dichten <10-13 cm-3.  kleiner Durchsatz. – Bombenuran braucht kleinen Durchsatz und hohen Trennfaktor, Reaktoruran braucht hohen Durchsatz und mäßigen Trennfaktor.

AVLIS-Demonstrationsanlage in Livermore (1985), geplante Kapazität 500 t UTA/a. Paisner 1988 Gebäudekomplex ca. 1 ha. Eingestellt 1999 wegen nicht endender Materialprobleme (flüssiges Uran bei 2500 K!), mangelnder Zuverlässigkeit, auch weil Laserlicht zu wenig ausgenützt wurde (kleiner Abs.querschnitt für Ionisation). Schönes Beispiel, wie man trotz hoher (erwarteter) Selektivität und hohem finanziellen Aufwand (2 Mrd. USD) scheitern kann.

Warum wollten Atommächte (USA, Russland, Frankreich, Groß-Britannien, China), die immer die die Trennung von friedlichen und militärischen Anwendungen der Kernspaltung betont haben, ausgerechnet eine Methode (AVLIS) entwickeln, die diese Trennung aufhebt?

Laserisotopentrennung: MLIS (IR + UV) Isotopenselektive IR-Anregung, dann UV-Dissoziation der angeregten Moleküle. Eignet sich nicht für UF6, da dessen UV-Spektrum zu flach ist, so dass die Selektivität verloren geht.

UF6: Optische Selektivität im IR Bei -80 °C im Überschall-Molekülstrahl: Optische Selektivität ~500 erreichbar mit fein abgestimmtem Laser (Bei Produktion: Schlitzdüse, Trägergas N2) Raumtemperatur: Selektivität <1,5 (uninteressant)

Laserisotopentrennung: MLIS IR-Vielfotonendissoziation (IRMPD): Ein (bei UF6 besser 2-3) Schritte mit schwachen abgestimmten Lasern (16 µm) anregen, dann mit langwelligerem (16,... µm) starkem (1 J cm-2) Laser dissoziieren. Selektivität begrenzt durch Vielfotonenübergang. Laser: Gepulster TE-CO2-Laser (abgestimmt, Grundmode) + 2 Hochdruck- (~10 bar) CO2-Laser, alle drei Raman-verschoben in para-H2 bei 77 K. – Wünschenswert: Wiederholfrequenz 30 kHz, um keine Lücken im Überschallstrahl zu lassen. Verfügbar 300-500 Hz (TE-Laser), 30 Hz (Hochdruck-Laser, Selbstbau). – Absorptionsquerschnitt für Vielfotonenabsorption ist klein, würde Absorptionslängen im km-Bereich erfordern. – UF5 (fest) ist abrasiv (Optik!) …… Uranit hat ~1991 eine für Reaktoruran geeigneten Selektivität (1 Stufe) in Labor-mengen demonstriert. Trotzdem aufgegeben (wie anderswo), weil (1) noch zu viel Entwicklungsbedarf und (2) keine Hoffnung auf Konkurrenzfähigkeit abzusehen war.

F P T Laserisotopentrennung: MLIS: SILEX Kaum etwas bekannt gegeben. Technische Angaben: – UF6 in Trägergas, – gekühlt (adiabatisch durch Expansion aus einer Düse), – 16 µm eine oder mehrere Wellenlängen, CO2-Laser + Ramanprozess, – Anreicherungsfaktor 2-20, – Zentrifuge mit stehender Wand Klydon Der letzte Punkt bedeutet: Nicht IRMPD. – Nicht in Trenndüse. (Sie wäre zu eng (0,2 mm) für meterlangen Laserstrahl) – Vermutlich basierend auf Wirbelrohr, ähnlich wie das südafr. UCOR-Verfahren. F P T Quelle: Urenco Wirbelrohr 16 µm – Weitere Vermutung siehe Literatur: Selektive Ein- oder Zwei-Fotonen-Dissoziation von Clustern 235UF6·Gn (G = Trägergas wie CO2 oder Xe) (oder Unterdrückung der Clusterbildung). Dadurch ist der Massenunterschied >>3. Für n = 1 oder 2 ist das IR-Spektrum wohl noch scharf. Zur Clusterbildung muss das tangential einströmende Gas kräftig genug expandieren und abkühlen (-100 °C?), dass die Cluster stabil bleiben

Die Selektivität ist (vermutlich) durch den gasdynamischen Prozess beschränkt. Optische Selektivität nicht erreichbar. 16µm-Laser erforderlich mit Spezifikationen wie bei IRMD. Vorteile: – Einfotonenprozess. Absorptionsquerschnitt hoch (~10-16 cm2), Fotonen können voll absorbiert werden. – Wiederholfrequenz kann vielleicht in realistischem Bereich bleiben. – An- und abgereicherte Produkte sind UF6 und können ohne chemische Aufarbeitung in weiteren Stufen verwendet werden.

Größe und Leistung der geplanten Silex-Anlage Urenco-Urananreicherungsanlage Gronau Gelände ~40 ha, neue Trennhalle 3 ha Leistung 4500 t UTA/a (davon UTA2: 2700) Größe und Leistung der geplanten Silex-Anlage – 3500–6000 t UTA/a (volle Leistung in 7 Jahren) trustandverify.wordpress.com/2010/08/06/continued-silex-concerns – Fläche 100 acres = 40 ha nti.org/gsn/article/closely-held-report-discounts-proliferation-risk-of-lasers-for making-nuclear-fuel – ebenda: „etwa ¼ der Fläche von konventionellen Anlagen“, „deutlich weniger Energie-verbrauch“, „Anreicherungs-faktor 2–20 im Vergleich zu 1,3 bei Zentrifugen“, „billiger“ Wikipedia Urananreicherung Gronau – Modernere Zentrifugen: >1,5 – Laser, Ramanzelle, Bestrah-lungsapparatur … sind groß – Nicht wieder gewinnbare Kompressionsarbeit (UCOR-Prozess wegen Betriebskosten eingestellt) http://umweltfairaendern.de/wp-content/uploads/2013/01/URENCO-Kurzbeschreibung-Endausbau-voraussichtliche-AuswirkungenUmgebungDez2002.pdf

Also: Silex- und Zentrifugen-Anreicherungsanlage sind vergleichbar hinsichtlich Größe (Fläche) und Leistung (Durchsatz in UTA/a). Ebenso Kosten und Zeit des Aufbaus, und die Betriebskosten dürften höher sein (oben nicht ausgeführt). (Einige der Hauptbefürchtungen bezogen sich auf Kompaktheit und Geschwindigkeit) Die elektrische Leistungsaufnahme ist bei beiden Verfahren zu gering, um Verdacht zu erwecken (im Gegensatz zur Diffusion). Man beachte aber: – Zur Herstellung einer Bombe pro Jahr genügt eine viel kleinere Anlage als die geplante oder die existierenden: 50 kg 90%iges 235U braucht 10-15 t UTA. Eine Kapazität von 15 t UTA/a ist 200 mal kleiner als die geplanten 3000 t UTA/a. (Neue Trennhalle in Gronau mit etwa dieser Kapazität hat 3 ha.) (15 t UTA/a braucht ~300 - 3000 Zentrifugen.) – Eine weitere Reduktion ergibt sich in der 2. Kaskadenstufe durch den höheren Trennfaktor des Silex-Verfahrens. Macht dann wohl auch nichts mehr aus. In jedem Fall ist man für die Erstentdeckung auf Informanten angewiesen. Danach kann Satellitenüberwachung nützlich sein. (Siehe Ghom, N-Korea!)

– Attraktivität für Bomben-Interessenten, Drei Nicht-Weiterverbreitungs-Experten haben 2010 im Auftrag der Firma für NRC eine Einschätzung des Risikos erstellt („Kerr-Report“). Nicht veröffentlicht. Einige andere Experten (von Hippel, Kemp, Acton) hatten Einblick in diesen Bericht und sind „nicht beruhigt“. Diskussion in nti.org/gsn/article/closely-held-report-discounts-proliferation-risk-of-lasers-for making-nuclear-fuel Sorgen wegen – Kleinheit, Schnelligkeit, kleinem Energieverbrauch (von der Firma behauptet), hohem Anreicherungsfaktor, – Attraktivität für Bomben-Interessenten, – zukünftige technische Entwicklungen. – Die Attraktivität hat mit den Behauptungen der Firma zu tun, die nur in Bezug auf die Selektivität gerechtfertigt sind. Abschreckend: Technisch-wissenschaftlich sehr anspruchsvoll (Kerr-Report). Den Laserteil schätze ich ebenso ein. Ähnliche Einschätzung: Lyman 2005. Die US Enrichment Corp. (USEC) ist 2003 aus dem Verfahren ausgestiegen. – Es ist denkbar, dass in Zukunft (>10 Jahre) Entwicklungen in Lasertechnik (Diodenlaser, Freielektronenlaser) einiges vereinfachen könnten. Man sollte damit rechnen, dass es unwillkommene Interessenten für die Technik gibt.

Vor-Ort-Inspektionen: – UF6-Handhabung, Isotopenzusammensetzung von U-haltigem Staub (wie sonst), – akustischer Lärm und elektrische Störungen der (Entladungs-) Laser mit hoher Wiederholfrequenz (>300 Hz) - verrohrte Strahlengänge, flüssig-Stickstoff-gekühlte Raman-Zelle, Kompressoren, Mischtanks und UF6-Abscheider (Kryotechnik) … Exportkontrolle: – gepulste CO2-Laser ungewöhnlich hoher Wiederholfrequenz (SLCR/Düren, SDI Lasers/Pretoria, Triniti/S. Petersburg) – Hochdruck-CO2-Laser (nicht mehr handelsüblich?) – 16µm-Optik, insbesondere für hohe Leistung, niedrige Temperaturen, korrosionsfest, – para-Wasserstoff oder Katalysator zu dessen Herstellung (Gas-Lieferanten)

Literatur – W. Ehrfeld, U. Ehrfeld, in Gmelin Handbuch der anorganischen Chemie, Uran, Erg.-Band A2, Springer, Berlin 1980 Sehr gute Übersicht über Theorie, Praxis und Methoden bis 1980. – C. Schwab u.a., „Laser techniques applied to isotope separation of uranium“, Progress in Nuclear Energy 33 (1998) 217 v.a. AVLIS, spektroskopische Daten – J.A. Paisner, „Atomic vapor laser isotope separation“ Appl. Phys. B 46 (1988) 253: AVLIS Demonstrationsanlage Livermore – Lev Inzhechik „Isotopes: Productions and some applications“, 14th International Baksan School „Particles and Cosmology“, April 2007 (http://www.inr.ac.ru/~school/presentations/Talks/Inzhechik/InzhechikBaksan07-1.pdf): Vortrag, wo auch die Entwicklung in der Sowjetunion dargestellt it. (Die entnommenen Bilder sind auch in Firmenprospekten zu finden.) – J.L. Lyman, „Enrichment separative capacity for SILEX“, LA-UR-05-3786 (Laborbericht, Los Alamos 2005 über die Versuchsanlage in Australien, auch verfügbar über http://www.inr.ac.ru/~school/presentations/Talks/Inzhechik/InzhechikBaksan07-1.pdf): Beschreibt den Laserteil, darf aber Einzelheiten und Prinzip der Trennmethode nicht offen legen. Schätzt die Proliferationsgefahr wegen hohen Aufwands als nur mäßig ein. – www.klydon.co.za Isotopentrennung mit dem ASP-Verrfahren (Aerodynamic Separation Process), aus dem das Silex-Verfahren hervorgegangen ist. – Das UCOR-Verfahren basiert zwar auf dem Wirbelrohr, hat dieses aber erheblich modifiziert und weiter entwickelt, ohne dass technische Einzelheiten bekannt geworden sind (Gmelin). Der Energieverbrauch (Kompressionsarbeit) soll höher gewesen sein als bei Diffusion. Nach Meinung von Fachleuten bei Uranit (die auf Konferenzbesuchen und Gesprächen beruhen) beruht die ASP- und Silex-Technik auf Clusterdissoziation. Das passt zu der Aussage „Zentrifuge mit stehender Wand“. Auch Eerkens (2010) scheint einen Hinweis auf Cluster bekommen zu haben, deutet das aber auf Unterdrückung von Clusterbildung. Als Trägergas braucht man ein Gas, das leicht clustert (kondensiert). Bei CO2 könnte ein Problem sein dass seine langwellige Absorption (667 cm-1) vielleicht noch mit der Laserwellenlänge überlappt, trotz tiefer Temperatur; wenn ja, hilft es vielleicht, dessen schwere Isotope daraus abzureichern. Für Xe braucht man tiefere Temperaturen, entsprechend mehr Kompressionsarbeit. Die Trägergase werden abgetrennt und rezykliert. Für Si-Anreicherung benutzt Kydon SiH4 mit H2 als Trägergas. – J.W. Eerkens, J. Kim, „Isotope separation by selective laser-assisted repression of condensation in supersonic free jets“, AICHE J. 56 (2010) 2331. Nimmt neben der Unterdrückung von Clusterbildung durch Anregung eines Isotops einen geraden Überschallstrahl an. Da wäre der Trenneffekt (zw. Clustern und freien Molekülen) aber klein. Die einfache Durchquerung des Laserstrahls mit dem Molekülstrahl würde eine Wiederholfrequenz von 30 kHz erfordern. Passt auch nicht zu „Zentrifuge mit stehender Wand“. – Weitere Literatur: [1-21] unter www.physikkonkret.de (März 2012)