Изотопно-селективное управление кластеризацией молекул SF$_{6}$ и диссоциация ван-дер-ваальсовых кластеров (SF$_{6}$)$_{m}$Ar$_{n}$ ИК лазерным излучением

Представлены результаты исследования взаимодействия молекул и кластеров SF$_{6}$ в молекулярно-кластерном пучке с резонансным ИК лазерным излучением на различных этапах эволюции пучка вдоль оси его распространения. Пучок формировался в результате газодинамического расширении смеси SF$_{6}$ с газом-носителем аргоном при истечении из импульсного сопла. Описываются экспериментальная установка и метод исследования. Показано, что селективное колебательное возбуждение молекул SF$_{6}$ с выбранным изотопом серы СО$_{2}$-лазером вблизи среза сопла приводит к подавлению кластеризации этих изотопных молекул. Селективное ИК возбуждение кластеров в условиях сформировавшегося кластерного пучка приводит к изотопно-селективной диссоциации кластеров. Приведены результаты измерения эффективности и селективности подавления кластеризации молекул, а также диссоциации кластеров в зависимости от условий эксперимента, в том числе при различных расстояниях зоны облучения частиц от среза сопла. Показано, что оба этих процесса позволяют достичь высоких значений селективности по изотопам серы $^{32}$S и $^{34}$S. В случае селективного предотвращения кластеризации молекул SF$_{6}$ были получены значения селективности $\alpha\ge$ 25–30. При селективной диссоциации димеров (SF$_{6}$)$_{2}$ в аналогичных условиях истечения смеси были получены значения селективности $\alpha\ge$ 20–25 для димеров $^{32}$SF$_{6}{}^{32}$SF$_{6}$ по отношению к димерам $^{34}$SF$_{6}{}^{32}$SF$_{6}$. Особое внимание уделено измерениям при сильном разбавлении SF$_{6}$ в аргоне в условиях преимущественного образования смешанных кластеров типа (SF$_{6}$)$_{m}$Ar$_{n}$. Обсуждены возможности использования исследуемых процессов в качестве основы технологии лазерного разделения изотопов.