Селективное по изотопам брома управление кластеризацией молекул CF3Br лазерным ИК излучением при газодинамическом расширении смеси CF3Br – Ar

Представлены результаты экспериментальных исследований процесса управления кластеризацией молекул CF₃Br при газодинамическом расширении смеси CF₃Br – Ar на выходе из сопла с помощью ИК лазерного излучения. Использовался непрерывный СО₂-лазер для возбуждения молекул и кластеров в пучке и времяпролетный масс-спектрометр с лазерной УФ ионизацией частиц для их детектирования. Определены параметры газа над соплом (составы и давления), при которых происходит интенсивная кластеризация молекул. Установлено, что в случае использования газа CF₃Br без носителя при давлениях P₀ над соплом, не превышающих 4 атм, молекулярные кластеры в пучке практически не формируются. При использовании смеси газа CF₃Br с аргоном с соотношением давлений 1 : N, где N ≥ 3, и суммарном давлении газа P₀ над соплом P₀ ≥ 2 атм происходит кластеризация молекул. Изучены зависимости эффективности подавления кластеризации молекул от параметров возбуждающего лазерного излучения, параметров газа над соплом, а также от расстояния зоны облучения молекул от "среза" сопла. Показано, что при условии резонансного колебательного возбуждения газодинамически охлажденных молекул CF₃Br на выходе из сопла можно реализовать изотопно-селективное по отношению к изотопам брома подавление кластеризации молекул. При использовании смесей CF₃Br – Ar с соотношениями давлений 1 : 3 и 1 : 15 получены коэффициенты обогащения изотопами брома k_enr ≈ 1.05 ± 0.005 и k_enr ≈ 1.06 ± 0.007 соответственно при облучении струи лазерным излучением на линии 9R(30) (1084.635 см^-1). Полученные результаты дают основание полагать, что указанным методом можно управлять кластеризацией молекул, содержащих изотопы тяжелых элементов, которые имеют небольшой изотопический сдвиг в спектрах ИК поглощения.