Лазерное разделение изотопов бора: результаты исследований и варианты технологической реализации

Широкое использование изотопов бора ($^{10}$B и $^{11}$B) на практике в ряде важных отраслей промышленности и в медицине делает актуальной и важной проблему их получения и обусловливает большой интерес к разработке эффективных методов их разделения (обогащения). В последнее время активизировались исследования, направленные на разработку методов лазерного разделения изотопов (ЛРИ) бора. Представлен обзор результатов исследований по ЛРИ бора. Кратко рассматриваются основные положения лазерного разделения изотопов и необходимые условия для реализации лазерных методов. Приведены и обсуждаются спектры инфракрасного (ИК) поглощения борсодержащих молекул, с которыми проводились эксперименты по ЛРИ бора. Указанные спектры составляют основу методов лазерного разделения изотопов бора. Рассматриваются высокоэнергетические и низкоэнергетические методы молекулярного лазерного разделения изотопов бора, а также физико-химические процессы, лежащие в их основе. Представлены и анализируются результаты ранних исследований изотопно-селективной лазерной ИК диссоциации молекул трихлорида бора (BCl$_3$) с использованием разных схем возбуждения и 2-хлорэтенилдихлорборана (HClC=CHBCl$_2$), имеющих наибольший интерес для лазерного разделения изотопов бора, а также результаты новых исследований. Приведены и обсуждаются результаты исследований селективной ИК многофотонной диссоциации (МФД) молекул $^{11}$BCl$_3$ в естественной смеси с молекулами $^{10}$BCl$_3$ при их облучении с сенсибилизатором — молекулами SF$_6$, которые являются одновременно и акцепторами радикалов — атомов Cl, образующихся при диссоциации молекул BCl$_3$. Показано, что использование сенсибилизатора приводит к существенному увеличению эффективности диссоциации молекул $^{11}$BCl$_3$. Проведена систематизация результатов по ЛРИ бора. На основе анализа результатов исследований предложены наиболее оптимальные схемы для технологической реализации ЛРИ бора на практике. Дан краткий исторический экскурс в исследования по лазерному разделению изотопов бора.