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 a AVLIS . Su principal ventaja sobre AVLIS es el bajo consumo de energía y el uso de hexafluoruro de uranio en lugar de uranio vaporizado. MLIS fue concebido en 1971 en el Laboratorio Nacional de Los Álamos .
MLIS opera en configuración de 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 UF 6 se mezcla con un gas portador adecuado (un gas noble que incluye algo de hidrógeno ) que permite que las moléculas permanezcan en fase gaseosa después de ser enfriadas por expansión a través de una boquilla supersónica de Laval . También se incluye en la mezcla un gas eliminador (por ejemplo, metano ) para unirse a los átomos de flúor después de que se disocian del UF 6 e inhibir su recombinación con el producto UF 5 enriquecido.
En la primera etapa, la corriente expandida y enfriada de UF 6 se irradia con un láser infrarrojo que funciona con una 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 235 UF 6 excitado , provocando su fotólisis a 235 UF 5 y flúor . [1] El UF 5 enriquecido resultante forma un sólido que luego se separa del gas mediante filtración o un separador ciclónico . El UF 5 precipitado se enriquece relativamente con 235 UF 5 y después de su reconversión a UF 6 se alimenta a la siguiente etapa de la cascada para enriquecerse aún más.
El láser para la excitación suele ser 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 excímero Xe Cl que funciona a 308 nm; sin embargo, en las implementaciones existentes se utilizan principalmente láseres infrarrojos. [ cita necesaria ]
El proceso es complejo: se forman muchos compuestos mixtos de UFx que contaminan el producto y son difíciles de eliminar. Estados Unidos , Francia , Reino Unido , Alemania y Sudáfrica han informado de la terminación de sus programas MLIS; sin embargo, Japón todavía tiene en funcionamiento un programa a pequeña escala. [ cita necesaria ]
La Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth en Australia ha desarrollado el proceso de separación por láser pulsado SILEX . GE, Cameco e Hitachi están actualmente involucrados en su desarrollo para uso comercial. [ cita necesaria ]