[发明专利]光化学反应装置和使用光化学反应装置的同位素浓缩方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用激光的光化学反应装置以及使用光化学反应装置的同位素浓缩方法。

本申请基于2011年2月23日向日本提交的日本特愿2011-037045号主张优先权，并在此援用其内容。

背景技术

使用激光的光化学反应装置大致区分为两种。一种为在被称作光化学反应池的光化学反应容器中使激光仅通过一次的一次通过（one-pass）方式，另一种为使激光多次反射的多重反射（multi-reflection）方式。

多重反射方式是一种决定所设置的反射镜的位置等、光学上复杂且需要精密度的方式，但可以有效地将激光利用于光化学反应。作为气体分析用的市售多重反射池（例如，怀特池（White cell）；White为人名），有光程长度为200～300m的多重反射池，该池中使光反射200～300次。

使用多重反射方式时的光吸收，如下述式（1）所示以朗伯-比尔（Lambert-Beer）定律表示。

[数学式1]

I(z)=I0e-σNz...(1)]]>

上述式（1）中，I₀表示初期光量[W]，I（z）表示光程长度z[cm]下的光量[W]，σ表示光吸收截面面积[cm²/molecule]，N表示分子密度[molecules/cm³]。上述式（1）中，光程长度z越大光吸收变得越大。

另外，光利用率η以下述式（2）表示（不过是σNz＜＜1的情况），并与光程长度z成比例且大。

[数学式2]

η≡I(z)-I0I0=1-e-σNz≅σNz...(2)]]>

专利文献1、2中，公开有对含有氧同位素¹⁷O或¹⁸O的臭氧分子照射激光而选择性地分解这些臭氧分子后浓缩¹⁷O或¹⁸O的方法。

使用这样的方法的情况下，臭氧的沃尔夫带（wulf band）（700～1200nm的近红外区域）中吸收比较大的波长下的光吸收截面面积σ为10^-23cm²/molecule这样的较小值（与水的光吸收截面面积相比，约小四位数），因此作为光化学反应池的光程长度，期望1000m以上。

因此，在进行如上所述的光吸收截面面积较小的光化学反应的情况下，光化学反应池使用多重反射方式的池是有利的。

专利文献1：日本专利第4364529号公报

专利文献2：日本特开2006-272090号公报

专利文献3：日本特开平7-265669号公报

专利文献4：日本特开平7-150270号公报

专利文献5：日本特开平3-329885号公报

发明内容