Atomic vapor laser isotope separation
جوہری بخارات لیزر آاسوٹوپ علیحدگی، یا اے وی ایل آئی ایس، ایک ایسا طریقہ ہے جس کے ذریعے خاص طور پر ٹیونڈ لیزرز کو ہائپر فائن ٹرانزیشنز کے انتخابی آئنائزیشن کا استعمال کرتے ہوئے یورینیم کے آاسوٹوپس کو الگ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ ایک ایسی ہی ٹیکنالوجی، جو ایٹموں کے بجائے مالیکیولز کا استعمال کرتی ہے، مالیکیولر لیزر آاسوٹوپ علیحدگی (ایم ایل آئی ایس) ہے۔ قدرتی یورینیم 238 یو کی بڑی کمیت اور 235 یو کی بہت چھوٹی کمیت پر مشتمل ہوتا ہے۔ روایتی طور پر، 235U کو یورینیم ہیکسافلوورائڈ پیدا کرنے کے لیے تیزاب میں تحلیل کر کے اور پھر آاسوٹوپس کو الگ کرنے کے لیے گیس سینٹری فیوجز کا استعمال کر کے کمیت سے الگ کیا جاتا ہے۔ سینٹری فیوج کے ذریعے ہر سفر 235 یو کی مقدار کو "افزودہ" کرتا ہے اور ختم شدہ یورینیم کو پیچھے چھوڑ دیتا ہے۔ اس کے برعکس، اے وی ایل آئی ایس ایسڈ کے ساتھ ملائے بغیر ایک ہی قدم میں بہت زیادہ افزودگی پیدا کرتا ہے۔ ٹیکنالوجی، اصولی طور پر، دوسرے عناصر کے آاسوٹوپ کی علیحدگی کے لیے بھی استعمال کی جا سکتی ہے، جو کہ زیادہ تر عناصر کے لیے موجودہ غیر لیزر پر مبنی ٹیکنالوجیز کے ساتھ غیر اقتصادی بیرونی ماہر ایپلی کیشنز ہیں۔ چونکہ اس عمل میں افزودگی سے پہلے فیڈ اسٹاک کو کیمیائی طور پر پروسیس کرنے کی ضرورت نہیں ہوتی ہے، اس لیے یہ ہلکے پانی کے ری ایکٹروں اور دیگر جوہری فضلے سے استعمال ہونے والے جوہری ایندھن کے ساتھ استعمال کے لیے بھی موزوں ہے۔ فی الحال، ان ذرائع سے نکالنا صرف ایک حد تک کفایتی ہے، جس سے ٹن ابھی بھی فضلہ کی مصنوعات میں موجود ہیں۔ اے وی ایل آئی ایس موجودہ طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے دوبارہ پروسیسنگ کے ایک چکر سے گزرنے والے ایندھن کو بھی دوبارہ پروسیسنگ کرنے کا ایک اقتصادی طریقہ پیش کر سکتا ہے۔ یورینیم کی افزودگی کے روایتی سینٹری فیوج پر مبنی طریقوں کے مقابلے میں بہت کم توانائی کی ضروریات کے ساتھ بہت زیادہ افزودگی حاصل کرنے کے امکان کی وجہ سے، اے وی ایل آئی ایس جوہری پھیلاؤ کے لیے تشویش کا باعث ہے۔ آج تک، کوئی تجارتی پیمانے پر اے وی ایل آئی ایس پروڈکشن لائن استعمال میں نہیں ہے۔ اصول اے وی ایل آئی ایس نظام کے پیچھے بنیادی تصور بخارات میں تبدیل شدہ ماخذ مواد میں مطلوبہ ایٹموں کو منتخب طور پر آئنائز کرنا ہے۔ چونکہ الیکٹرانوں کی توانائی کی سطح جوہری ڈھانچے سے متاثر ہوتی ہے، جس کی وجہ سے ہائپر فائن ڈھانچہ ہوتا ہے، اس لیے مختلف آاسوٹوپس میں توانائی کی سطح مختلف ہوتی ہے۔ ڈیزائنرز ایک مخصوص الیکٹران توانائی کا انتخاب کرتے ہیں جہاں آاسوٹوپس کے درمیان فرق زیادہ سے زیادہ ہوتا ہے اور توانائی کی سطح کو لیزر کے ذریعے عملی طور پر تیار کیا جا سکتا ہے۔ لیزر لائٹ منتخب الیکٹران کو فوٹو ایکسائٹیڈ ہونے کا سبب بنتی ہے اور اس طرح ایٹم کو آئنائز کرتی ہے، جس سے یہ برقی طور پر چارج ہوتا ہے۔ اس کے بعد آئن کو الیکٹروسٹیٹک یا مقناطیسی شعبوں کے ساتھ ہیرا پھیری کی جا سکتی ہے۔ دیگر آاسوٹوپس، جو توانائی کی سطحوں کو باریک بینی سے مختلف کرتے ہیں، آئنائز نہیں ہوں گے اور اصل مرکب میں رہیں گے۔ اے وی ایل آئی ایس کی ترقی کے دوران ٹارگٹ الیکٹران کا انتخاب بدل گیا ہے کیونکہ نئی لیزر ٹیکنالوجیز تیار کی گئی ہیں۔ ابتدائی کام عام طور پر 16 مائکرون بینڈ میں الیکٹرانوں پر مرکوز تھا، جنہیں 1960 کی دہائی کے آخر میں ابھرتے ہوئے CO2 لیزرز کا استعمال کرتے ہوئے مؤثر طریقے سے تیار کیا جا سکتا تھا۔ تاہم، اس علاقے میں منتقلی قریب سے فاصلے پر تھی جس کی وجہ سے ڈوپلر کے چوڑے ہونے کی وجہ سے اس کا انتخاب کرنا مشکل ہو گیا تھا، جس کی وجہ سے بخارات کو ایک پیچیدہ توسیعی نظام کے ساتھ ٹھنڈا کرنے کی ضرورت تھی۔ ٹیون ایبل فریکوئنسیز پر کام کرنے والے لیزرز کے تعارف، عام طور پر ڈائی لیزرز، نے زیادہ آسان محرکات کے انتخاب کی اجازت دی۔ جدید نظام عام طور پر 235U میں 502.74 نینو میٹر کی 238U جذب چوٹی کو 502.73 nm میں منتقل کرتے ہیں۔ اے وی ایل آئی ایس سسٹم ایک ویپورائزر اور ایک کلیکٹر پر مشتمل ہوتا ہے، جو علیحدگی کا نظام اور لیزر سسٹم تشکیل دیتا ہے۔ بخارات خالص گیسی یورینیم کا ایک دھارا پیدا کرتا ہے۔ لیزر ایکسائٹیشن عام طور پر استعمال ہونے والا لیزر ایک دو مراحل والا ٹیون ایبل پلسڈ ڈائی لیزر ہوتا ہے جسے عام طور پر تانبے کے بخارات لیزر کے ذریعے پمپ کیا جاتا ہے۔ ماسٹر آسکیلیٹر ٹیون ایبل، تنگ لکیری چوڑائی، کم شور اور انتہائی عین مطابق ہوتا ہے۔ آپٹیکل ایمپلیفائر کے طور پر کام کرنے والے ڈائی لیزر ایمپلیفائر کے ذریعے اس کی طاقت میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔ یورینیم-235 کی مکمل آئنائزیشن کے لیے لیزرز کی تین تعدد ("رنگ") استعمال کی جاتی ہیں۔ دیگر عناصر میں اے وی ایل آئی ایس کے لیے، جیسے لیتھیم، ٹیون ایبل تنگ-لکیری چوڑائی والے ڈایڈڈ لیزر استعمال کیے جاتے ہیں۔ تجارتی کاری اور بین الاقوامی اہمیت امریکی حکومت کی تاریخ کی سب سے بڑی ٹیکنالوجی کی منتقلی میں، 1994 میں اے وی ایل آئی ایس کے عمل کو تجارتی کاری کے لیے ریاستہائے متحدہ کی افزودگی کارپوریشن کو منتقل کر دیا گیا۔ تاہم، 9 جون 1999 کو 100 ملین ڈالر کی سرمایہ کاری کے بعد، یو ایس ای سی نے اپنا اے وی ایل آئی ایس پروگرام منسوخ کر دیا۔ اے وی ایل آئی ایس کچھ ممالک کی طرف سے تیار کیا جا رہا ہے اور یہ بین الاقوامی نگرانی کے لیے کچھ مخصوص چیلنجز پیش کرتا ہے۔ اب ایران کے بارے میں معلوم ہوتا ہے کہ اس کا ایک خفیہ اے وی ایل آئی ایس پروگرام تھا۔ تاہم 2003 میں اس کا انکشاف ہونے کے بعد سے ایران نے اسے ختم کرنے کا دعوی کیا ہے۔ مختصر تاریخ اے وی ایل آئی ایس کی تاریخ، جیسا کہ کھلے ریفریڈ ادب میں درج ہے، 1970 کی دہائی کے اوائل میں سابق سوویت یونین اور ریاستہائے متحدہ میں شروع ہوئی۔ امریکہ میں، اے وی ایل آئی ایس کی تحقیق بنیادی طور پر لارنس لیورمور نیشنل لیبارٹری میں کی گئی تھی حالانکہ کچھ صنعتی لیبارٹریاں ابتدائی کھلاڑی تھیں۔ اے وی ایل آئی ایس کے لیے ٹیون ایبل لیزر ڈویلپمنٹ، جو یورینیم پر لاگو ہوتا ہے، پاکستان (1974)، آسٹریلیا (1982-1984)، فرانس (1984)، ہندوستان (1994)، اور جاپان (1996) سمیت کئی ممالک سے بھی رپورٹ کیا گیا ہے۔ آسٹریلیائی جوہری توانائی کمیشن کیلٹرون کیمیائی رد عمل بذریعہ آئسوٹوپ سلیکٹو لیزر (سی آر آئی ایس ایل اے) گیس کے پھیلاؤ کی فہرست لیزر مضامین لیزر ایکسائٹیشن (ایس آئی ایل ای ایکس) نیوکلیئر فیول سائیکل کے ذریعے آئسوٹوپس کا علیحدگی جوہری توانائی کے حوالہ جات بیرونی روابط یو ایس ای سی نیوز ریلیز منسوخ کرنا ایرانی اے وی ایل آئی ایس پروگرام پر اے وی ایل آئی ایس رپورٹ آکسفورڈ ریسرچ گروپ ایران کی جوہری سرگرمیوں پر رپورٹ۔ لیزر آاسوٹوپ علیحدگی یورینیم افزودگی یورینیم جوہری بخارات لیزر آاسوٹوپ علیحدگی آر ایم کا جائزہ فینبرگ اور آر ایس۔ ہرگروو۔ یو سی آر ایل-آئی ڈی-114671 اگست 1993۔ ایل ایل این ایل کیمیائی عمل میں لیزر آاسوٹوپ علیحدگی کا صفحہ آاسوٹوپ علیحدگی یورینیم لیزر ایپلی کیشنز