La separación de isótopos por láser molecular ( MLIS ) es un método de separación de isótopos en el que se utilizan láseres especialmente sintonizados para separar isótopos de uranio mediante ionización selectiva de transiciones hiperfinas de moléculas de hexafluoruro de uranio . Es similar al AVLIS . Su principal ventaja sobre el AVLIS es el bajo consumo de energía y el uso de hexafluoruro de uranio en lugar de uranio vaporizado. El MLIS fue concebido en 1971 en el Laboratorio Nacional de Los Álamos .
El MLIS funciona en una configuración en cascada , como el proceso de difusión gaseosa . En lugar de uranio vaporizado como en AVLIS, el medio de trabajo del MLIS es hexafluoruro de uranio , que requiere una temperatura mucho más baja para vaporizarse. El gas UF6 se mezcla con un gas portador adecuado (un gas noble que incluye algo de hidrógeno ) que permite que las moléculas permanezcan en la fase gaseosa después de enfriarse por expansión a través de una boquilla de Laval supersónica . También se incluye un gas depurador (por ejemplo, metano ) en la mezcla para unirse a los átomos de flúor después de que se disocian del UF6 e inhiben su recombinación con el producto UF5 enriquecido .
En la primera etapa, la corriente expandida y enfriada de UF6 se irradia con un láser infrarrojo que opera a la longitud de onda de 16 μm. Luego, la mezcla se irradia con otro láser, ya sea infrarrojo o ultravioleta, cuyos fotones son absorbidos selectivamente por el 235UF6 excitado , lo que provoca su fotólisis a 235UF5 y flúor . [1] El UF5 enriquecido resultante forma un sólido que luego se separa del gas por filtración o un separador ciclónico . El UF5 precipitado se enriquece relativamente con 235UF5 y, después de la conversión nuevamente a UF6 , se alimenta a la siguiente etapa de la cascada para enriquecerse aún más .
El láser para la excitación es generalmente un láser de dióxido de carbono con una longitud de onda de salida desplazada de 10,6 μm a 16 μm; el láser de fotólisis puede ser un láser excimer XeCl que funciona a 308 nm, sin embargo, en las implementaciones existentes se utilizan principalmente láseres infrarrojos. [ cita requerida ]
El proceso es complejo: se forman muchos compuestos UFx mixtos que contaminan el producto y son difíciles de eliminar. Estados Unidos , Francia , Reino Unido , Alemania y Sudáfrica han informado de la finalización de sus programas MLIS; sin embargo, Japón todavía tiene un programa a pequeña escala en funcionamiento. [ cita requerida ]
La Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth de Australia ha desarrollado el proceso de separación por láser pulsado SILEX . GE, Cameco y Hitachi están actualmente involucrados en su desarrollo para uso comercial. [ cita requerida ]