原子蒸氣激光同位素分離

原子汽激發光同位素分離，或 AVLIS，是一種使用特別調諧的激光通過超精細躍遷的選擇性電離來分離鈾同位素的方法。 使用分子而不是原子的類似技術是分子激光同位素分離（MLIS）。

天然鈾由大質量的 238U 和小得多的易裂變 235U 組成。 傳統上，通過將 235U 溶解在酸中以產生六氟化鈾，然后使用氣體離心機分離同位素，將 235U 從質量中分離出來。 每次通過離心機都會濃縮 235U 并留下貧鈾。 相比之下，AVLIS 無需將其與酸混合即可在單個步驟中產生更高的濃縮度。 原則上，該技術也可用于其他元素的同位素分離，這在大多數元素的當前非激光技術的專業應用之外是不經濟的。

由于該過程不需要對原料在濃縮前進行化學處理，因此它也適用于輕水反應堆和其他核廢料中使用過的核燃料。 目前，從這些來源中提取 235U 僅在一定程度上經濟，留下大量 235U 仍然包含在廢品中。 AVLIS 可能會提供一種經濟的方法來對燃料進行后處理，即使是使用現有方法進行了一個后處理周期的燃料。

由于與傳統的基于離心機的鈾濃縮方法相比，有可能以低得多的能量需求實現更高的濃縮，AVLIS 是核擴散的一個關注點。 迄今為止，尚無商業規模的 AVLIS 生產線投入使用。

AVLIS 系統背后的基本概念是選擇性地電離蒸發源材料中的所需原子。 由于電子的能級受到核結構的影響，導致超精細結構，不同的同位素具有不同的能級。 設計人員選擇了一種特定的電子能量，其中同位素之間的差異xxx，并且實際上可以用激光產生能量水平。 激光使選定的電子被光激發，從而使原子電離，使其帶電。 然后可以用靜電場或磁場操縱離子。 其他能級略有不同的同位素不會被電離并保留在原始混合物中。

隨著更新的激光技術的開發，在 AVLIS 的開發過程中，目標電子的選擇發生了變化。? 然而，該區域的過渡間隔很近，由于多普勒展寬而難以選擇，需要使用復雜的膨脹系統冷卻蒸汽。 工作頻率可調的激光器（通常是染料激光器）的引入允許選擇更方便的激發。 現代系統通常使用 502.74 納米的 238U 吸收峰轉移到 235U 中的 502.73 納米。

AVLIS 系統由蒸發器和收集器組成，形成分離系統，以及激光系統。 汽化器產生純氣態鈾流。

常用的激光器是二級可調諧脈沖染料激光器，通常由銅蒸氣激光器泵浦； 主振蕩器可調諧、窄線寬、低噪聲、高精度。 通過充當光放大器的染料激光放大器可顯著提高其功率。 三種頻率（顏色）的激光用于鈾 235 的完全電離。

對于鋰等其他元素的 AVLIS，使用可調諧窄線寬二極管激光器。