电磁型同位素分离器

电磁型同位素分离器
电磁型同位素分离器是一种同位素质谱仪,其最初的设计和使用是为了分离[yóu]的同位素,由欧内斯特 · 劳伦斯在曼哈顿项目期间根据他早些时候发明的回旋加速器研发而成。英文名字Calutron来源于加利福尼亚大学的回旋加速器,以纪念它的发明地也就是劳伦斯当年所在的加利福尼亚大学。在美国田纳西州橡树岭克林顿工程师工程的一个车间,电磁型同位素分离器用于工业规模的Y-12铀浓缩.1945年8月6日在广岛上空爆炸的那颗小男孩原子弹中就使用了这些浓缩铀。

简介

电磁型同位素分离器是一种扇形质谱仪,可以将样本电离,得到的离子经过电场加速、磁场偏移方向,最终碰撞金属板,并产生强度可衡量的电流。由于不同同位素的离子,电荷相同但质量不同,较重的同位素在磁场方向偏移较小,就导致不同质量的粒子束分别打击在金属板的不同位置。同位素的质量可根据磁场强度及同位素电荷计算得出。第二次世界大战期间,这一原则被运用于研发电磁型同位素分离器,以通过铀的不同同位素之间细微的质量差来大量提炼高纯度的铀-235。
二战后,铀的浓缩不再使用电磁分离法,而是采用一种更为复杂、高效的气态扩散法。虽然二战结束时,多数曼哈顿计划期间使用过的电磁型同位素分离器被拆毁,有一些仍得以保存下来,生产天然元素的高纯度同位素浓缩样本并用于军事、科学和医疗。

起源