Octrooiraad noiaïerinzagelegging nu 7801832 Nederland [19] NL [54] Werkwijze en inrichting voor het scheiden van stoffen. [51] Int.CI 2.: B01D59/48. [71] Aanvrager: Société Anonyme dite: Le Sentier te Lausanne, Zwitserland. [74] Gem.: Ir. G.F. van der Beek c.s. NEDERLANDSCH OCTROOIBUREAU Joh. de Wittlaan 15 2517 JR 's-gravenhage. [21] Aanvrage Nr. 7801832. [22] Ingediend 17 februari 1978. [32] -- 5 [31] -- [23] [61] [62] [43] Ter inzage gelegd 21 augustus 1979. Oe aan dit blad gehechte stukken zijn een afdruk van de oorspronkelijk ingediende beschrijving met conclusie(s) en eventuele tekening(en).
N.O, 25.310 Societe Anonyme dite: Le Sentier, te Lausanne, Zwitserland. Werkwijze en inrichting voor het scheiden van stoffen. De uitvinding heeft betrekking op het scheiden van stoffen, en meer in het bijzonder op een nieuwe en verbeterde werkwijze en inrichting voor het scheiden van isotopen van zware metalen^in betrekkelijk grote hoeveelheden en tegen lage kosten. Een belangrijke toepassing van de werkwijze en de inrichting van dit type is de vervaardiging van uranium 235 door het scheiden van uranium 235 van zijn isotoop-uranium 238. De werkwijze en de inrichting worden soms gebruikt voor het afscheiden van uranium 235 uit een mengsel van de isotopen en soms voor het verrijken van zulk een mengsel door het verhogen van het in het mengsel aanwezige percentage uranium 235» Een aantal technieken zijn beschouwd en/of toegepast «oor het BCheiden van isotopen van zware metalen, met inbegrip van gasdiffusie, verrijking door centrifugeren en isotopen-scheiding met behulp van een laser. Bij alle technieken voor het verrijken van uranium die in beschouwing zijn genomen wordt een probleem gevormd door 235 238 het feit dat. U en ïï slechts zeer weinig in massa verschillen. De scheiding ten gevolge van verschil.. : in massa bij gasdiffusie is niet gemakkelijk, tenzij katalysatoren worden gebruikt en dan afgescheiden door destillatie. Door dit toevoegen van katalysator en de vervolgens uitgevoerde scheiding worden de kosten verhoogd. Sasdiffusie, een werkwijze die uit de aard der zaak weinig efficient is, vereist een inrichting met een groot volume en dit is zeer kostbaar. De scheidingstechniek met behulp van een laser maakt gebruik van het verschil tussen de excitatie- 235 238 niveau"s van ïï en ïï^door een laser toe te passen voor het exciteren van 235 ïï tot een zodanig niveau dat het gemakkelijk 7801832
15 kan worden geïoniseerd zonder verdere straling^ of preferentieel reageert met een katalysator. De moeilijkheden die zich bij deze werkwijze voordoen zijn gelegen in de noodzaak van een atomaire damp, waarvoor een hoge temperatuur en een corrosie-bestendige inrichting noodzakelijk zijn. Ook dient men voor het uitvoeren 5 van deze werkwijze op grote schaal te beschikken over een laser met een grote energie en dit is inherent aan een werkwijze met een laag rendement. Als katalysatoren worden toegepast vormen de scheidingskosten een extra kostenfactor. De scheiding met behulp van een laser hangt ook op kritische wijze af van de spectrale 10 235 absorptie-doorsnede van U, die onzeker is. Voor de verrijkingswerkwijze met behulp van centrifugeren moeten nieuwe materialen worden ontwikkeld die bestand zijn tegen het uitvoeren van een werkwijze bij hoge temperatuur en die de betrouwbaarheid geven die noodzakelijk is voor een doeltreffende werkwijze. Er 15 moet nog worden aangetoond dat een werkwijze die in een aantal trappen wordt uitgevoerd geschikt is. Een elektromagnetische scheidingswerkwijze is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 2.709*222, welke octrooischrift betrekking heeft op een "calutron" ontwikkeld door Dr. 20 Ernest 0. Lawrence. In deze inrichting wordt een gas, zoals ÜCL^ of UFg, geleid in een kamer waarin een elektrische boog wordt onderhouden en waar het gas door beschieting met elektronen wordt geïoniseerd en een plasma vormt. Ionen worden aan dit plasma onttrokken door een sleuf en versneld door een op een hoge spanning 25 gehouden elektrode. De ionenstroom wordt beperkt door de breedte van de sleuf en de toegepaste spanning. Deze ionenbron wordt aangebracht in een geëvacueerd vat dat zich tussen de polen van een elektromagneet bevindt. De uit de bron tredende ionen doorlopen cirkelvormige banen over een hoek van 180 en begeven zich naar 30 collectors die zich eveneens in het magnetische veld bevinden. Aangezien de ionen van de isotopen massa's bezitten die een weinig verschillen, zullen de radii van de banen van de isotopen verschillen, waardoor het mogelijk wordt een scheiding bij de collectors uit te voeren, mits de stralen van de banen voldoende 35 groot zijn, zodat de dispersie groter is dan de breedte van de 78 0 1832
straal bij het collectoroppervlak. Alhoewel sommige van de bekende werkwijzen zijn toegepast voor het scheiden van isotopen en theoretisch gesproken al deze werkwijzen kunnen worden gebruikt, bezitten zij alle nadelen waardoor zij betrekkelijk kostbaar en nogal ondoeltreffend zijn. Het is derhalve een doel van de onderhavige uitvinding een nieuwe en verbeterde werkwijze en inrichting te verschaffen voor het scheiden van stoffen, waarbij geen chemische toevoegsels, zoals katalysatoren, noodzakelijk zijn, het ook niet nodig is te exciteren met behulp van fotonen, die'. ' bijvoorbeeld afkomstig zijn van lasers, en ook geen mechanische beweging wordt vereist. Een ander doel is het verschaffen van een nieuwe en verbeterde inrichting voor het op elektromagnetische wijze scheiden, waarbij gebruik wordt gemaakt van een doeltreffende ionenbron die in staat is grote stromen af te geven met een zeer smal vloeistofoppervlak in plaats van een betrekkelijk breed plasma-oppervlak. Een speciaal doel is het verschaffen van zulk een separator diej vergeleken met de huidige separatoren klein is en goedkoop te fabriceren, en die voor het functioneren minder energie varbiruikt. De inrichting voor het scheiden van stoffen omvat een ionenbron en ionencollectors die in een geëvacueerd vat zijn aangebracht. De bron bevat een toevoer van de stoffen in vloeibare vorm en een inrichting voor het leiden van de vloeistof naar een kleine uitlaatopening, waarbij een zeer sterk elektrisch veld bij de opening 'ionen vormt door veldemissie bij een betrekkelijk lage temperatuur. De inrichting omvat een opstelling voor het richten van een bundel van de geëmitteerde ionen langs een weg in een transversaal magnetisch veld dat de ionen afbuigt langs wegen met verschillende radii, afhankelijk van de massa van de ionen, waardoor twee divergerende bundels ontstaan waarvan elk is gericht op één van de twee collectors. Er worden betrekkelijk geringe eisen aan het magnetische veld gesteld, waardoor de vervaardiging en het functioneren van de separator goedkoop zijn. Bij de scheidingswerkwijze worden de te scheiden stoffen in de vloeibare toestand gebracht, meer in het bijzonder door 780 1832
smelten, en een bundel van enkel geladen, postieve ionen wordt uit de vloeistof gevormd door veldemissie. Deze ionenbundel wordt geleid naar een transversaal magnetisch veld dat de ionen langs twee divergente wegen afbuigt,, De zwaardere ionen hebben de neiging zich te concentreren op één van de wegen en de lichtere ionen op de andere weg, waarbij de beide ionenbundels gescheiden worden opgevangen waardoor de gewenste scheiding tot stand wordt gebracht. De uitvinding zal nu nader worden verklaard door de hierna volgende beschrijving aan de hand van de tekening, waarin Fig. 1 een bovenaanzicht is van een elektromagnetische separator die een uitvoering is van de uitvinding, Fig. 2 een bovenaanzicht is overeenkomende met dat van fig. 1 en weergevende een voorkeursuitvoering van de uitvinding, Fig. 3 een doorsnede is door de ionenbron van de inrichtingen volgens de fig. 1 en 2, ionenbron van fig. 3» Fig. k een vergroot aanzicht is van een deel van de Fig. 3 een doorsnede is langs de lijn 5-5 in fig. 2, weergevende een elektronenbron in de separator, Fig. 5a in hoofdzaak overeenkomt met fig. 5» maar een andere elektronenbron weergeeft, Fig. 6 een elektrisch schema is dat geschikt is om te worden toegepast met de separatoren van de fig. 1 en 2, Fig. 7 een aanzicht is van de uitlaat van een ionenbron volgens een andere uitvoering van de uitvinding, Fig. 8 een doorsnede is langs de lijn 8-8 in fig. 7, Fig. 9 in hoofdzaak overeenkomt met fig. 7» m'aar een andere uitvoering weergeeft, en fig. 9. Fig. 10 een doorsnede is langs de lijn 10-10 in De inrichting volgens fig. 1 omvat een ionenbron 15, een magneet 17, een collectorschild 19, en ionencollectors 20, 21. De bron, het schild en de collectors zijn opgesteld in een geevacueerde kamer, zoals een vat 25i verbonden met een vacuumsys- 77 1 1 8 7 5
teem 26. Het vat moet elektrisch geleidend zijn en is geaard. De magneet 17 kan een permanent magneet of een elektromagneet zijn en kan in of buiten het vat 25 zijn opgesteld. De magneet kan een conventionele vorm bezitten en 'gëeft een magnetisch veld dat loodrecht staat op het tekehvlak van fig. 1. Een ionenbundel 28 afkomstig van de bron 15 wordt geleid in het magnetische veld dat transversaal verloopt ten opzichte van de bundel. Het magnetische veld buigt de ionen af, waarbij de zware deeltjes de neiging vertonen de weg 29 te volgen met een grotere kromtestraal en de lichte deeltjes de neiging vertonen zich langs de weg JO te bewegen meteen kleinere kromtestraal. Bij de uitvoering van fig. 1 zijn zowel de ionenbron als de collectors in het veld van de magneet 17 opgesteld. Echter kunnen zowel de bron als de collectors^ of beide_, buiten het veld liggen en een andere constructie is weergegeven in fig. 2, in welke figuur de onderdelen die overeenkomen met u ónderdelen van fig. 1 het zelfde referentiegetal dragen. Door de kromming van de wegen die de deeltjes volgen wordt elke ionensoort geleid naar een brandpunt in het vlak dat wordt ingenomen door het collectorschild 19» zoals is aangegeven in de fig. 1 en 2. De zware ionen gaan door de opening 3k naar de collector 20 en de lichte ionen gaan door de opening 35 naar de collector 21. De collectors zijn bijvoorbeeld bekers van koolstof. De verzamelde stoffen worden met behulp van een conventionele werkwijze van de collectors verwijderd. Een bron van beschieting of van een ionenplasma heeft men vroeger toegepast voor het verkrijgen van ionen van uraniumisotopen voor de elektromagnetische scheiding. Zulk een ionenbron is echter door een aantal oorzaken onbevredigend. Ongewenste dubbelu en drievoudig geïoniseerde atomen en een grote verscheidenheid van moleculaire ionen worden in de bron gevormd tezamen met de gewenste enkelvoudig geïoniseerde atomen. Hierdoor ontstaat een ernstig energieverlies. Een aanzienlijk gedeelte Van de deeltjes die de bron verlaten is neutraal in plaats van geïoniseerd, waardoor problemen ontstaan ten gevolge van het optreden van vonken bij hoge spanningen. Neutraal uranium vermengt met ge- 7801832
6 sputterde stoffen van de bron en van elektroden geeft een accumulatie van materiaal om de versnellingselektroden, waardoor de bedrijfstijd wordt beperkt. De kathode van de ionenbron erodeert snel, hetgeen een andere beperking van de bedrijfstijd vormt. De bron moet in het magnetische veld worden opgesteld. De bekende inrichtingen die zijn toegepast voor het scheiden van uraniumisotopen zijn kostbaar, ondoeltreffend en instabiel. Volgens de onderhavige uitvinding wordt gebruik gemaakt van een bron van vloeibare metaalionen, welke bron in of buiten het magnetische veld kan worden opgesteld, die zeer klein is en een nauwkeurige regeling van de stofstroom verschaft. Dit type ionenbron wordt somstijds een elektrohydrodynamische bron genoemd en een voorkeursuitvoering ervan is weergegeven in de fig. 3 en Een onderdeel 38 dat een mengsel bevat van de te scheiden stoffen, wordt aangebracht in een vat 39* Het onderdeel kan een in vacuum gegoten ring zijn van de voedingsstoffen,. waardoor men een minimale verontreiniging van het uitgangsmateriaal verkrijgt. Een buis 40 is aangebracht in het vat 39» waarbij het benedenste uiteinde van de buis uitmondt in een reservoir 41. Een holle naald of een capillair 42 is aangebracht aan het bovenste uiteinde van de buis 40 vormt een uitlaatopening 43 bij een van een opening voorziene elektrode 44. Het onderdeel 38 wordt gesmolten, bijvoorbeeld door middel van een elektrische weerstandsverhitter 47 die is verbonden met het vat 39 door middel van een tegen hoge temperaturen bestendig soldeerj of op een andere geschikte wijze. Een regelbare gasbron 48 is verbonden met het vat 39 door middel van de leiding 49» waardoor een druk wordt verkregen die het vloeibare materiaal in de buis 40 naar boven drukt. De stroomsnelheid van het vloeibare materiaal wordt gemakkelijk geregeld door het instellen van de gasbron. Het vat 39 is bij voorkeur aangebracht in een huis 53 dat gevuld is met thermisch isolerendcmateriaal, waardoor de geleiding van warmte van de bron aanzienlijk wordt verminderd. Een energiebron 52.wordt geschakeld tussen de elektrode 44 en het vat 39, waardoor een sterk elektrisch veld ontstaat bij de uitlaatopening 43. De aangelegde spanning ligt bijvoor- 78 0 183 2
15 beeld in de grootte-orde van vier tot vijfduizend volt. Bij het in bedrijf zijn veroorzaakt de samenwerking van sterke elektrostatische spanningen met oppervlaktespanningen een dynamisch procédé aan het oppervlak van de geladen vloeistof bij de uitlaatopening hj>, De geladen vloeistofmeniscus wordt naar buiten gedrukt van de punt van de naald af en vormt een kegel", met een scherpe punt. Bij de top van de kegel is het elektrostatische veld voldoende sterk om door veldemissie ionen te onttrekken. Voor verdere gegevens betreffende de werking van een elektrohydrodynamische ionenbron wordt men verwezen naar het artikel "Electrohydrodynamic Ion Source" van John F. Mahoney, gepubliceerd in het "Journal of Applied Physics", -J+0, nr. 13 (december 1969), blz. 5101-5106, in welk artikel het genereren van cesiumionen voor een cesiummachine wordt beschreven. De positieve ionen die de punt van de naald b2 verlaten bezitten de neiging divergerende wegen te volgen en het verdient de voorkeur een elektrostatische lens aan te brengen in de onmiddellijke nabijheid van de punt van de naald voor het regelen van de divergentie. Extra van een opening voorziene elektroden 54, 55 zijn aangebracht boven de elektrode bb, waarbij de elektrode 55 is verbonden met de elektrode 5b en de elektrode 5b is verbonden met een andere, variabele energiebron 56. De wegen van de ionen kunnen worden geregeld door het instellen van de grootten van de aangelegde spanningen. De inrichting volgens de onderhavige uitvinding maakt het mogelijk de ionenbron en de collectors buiten het magnetische veld op te stellen, ten gevolge waarvan een betrekkelijk kleine magnetische inrichting kan worden gebruikt. Alhoewel een bocht van 90 in fig. 2 is aangegeven, kan elke hoek geschikt zijn. Naarmate de hoek kleiner ia 4 is voor een bepaalde kromming en een bepaalde scheiding tussen de collectors het benodigde oppervlak van het magnetische veld geringer. Een kleine hoek gaat echter wel gepaard met een grotere vacuuainrichting en 90 schijnt ongeveer het optimum te zijn. Bij elektromagnetische separatoren die met grote stromen werken, moet de ionenruimtelading worden geneutraliseerd door 7801832
8 elektronen of negatieve ionen, teneinde een spreiding van de bundel te voorkomen. Aangezien de inrichting volgens de onderhavige uitvinding met betrekkelijk grote stromen en betrekkelijk lage spanningen werkt, moet een neutraliseringsinrichting worden aangebracht als een elektronenbron. In de uitvoering van fig. 5 is een thermionische emitterelektrode 65 op een isolator aangebracht tegen een binnenwand van het vat 25» Een of meer collectorelektroden 66 zijn opgesteld in het vat en buiten het gebied waar de ionenbundel doorheen gaat, welk gebied is aangegeven door de met een stippellijn getekende rechthoek 67. Een magnetisch veld is aangebracht dat transversaal loopt ten opzichte van de bundel en dit magnetische veld kan het veld zijn dat wordt veroorzaakt door de magneet 17 of desgewenst door een afzonderlijke magnetische bron. Een energiebron 69 is geschakeld tussen de elektroden 65j 66. De elektronen geëmitteerd door de elektrode 65 } worden versneld door de collectorelektroden 66. De elektronen bewegen zich in de richting van het magnetische veld langs wegen 70 die de vorm hebben yan dichtgewonden spiralen. De elektronen komen tot rust voordat, ze de tegenover gelegen wand van het vat bereiken en onder invloed van het elektrostatische veld van de collectorelektroden gaan^. de elektronen in omgekeerde richting bewegen. Door het bijeen houden door het magnetische veld is men er van verzekerd, dat de elektronen een aanzienlijke levensduur in de ionenbundel hebben bereikt voordat zij tenslotte naar de collectorelektroden bewegen en daar worden opgevangen. De aanwezigheid van de elektronen in de ionenbundel vermindert in sterke mate de ongunstige invloeden van ruimtelading en geeft de gewenste neutralisering van de ruimtelading» Een andere uitvoering voor het neutraliseren van ruimtelading is weergegeven in fig. 5a. Een bron van ultravioletlicht, bijvoorbeeld een ultraviolette lamp 72 aangebracht in het vat 25, verlicht een binnenwand van het vat 25 voor het opwéken van fotoëlektronen. De werking van de fotoëlektronen is dezelfde als hier boven beschreven voor de thermionische elektronen. In de bekende elektromagnetische separator kwamen de 7801832
9 ionenbundels bij de collectors aan met de totale energie die zij d door de elektrische versnelling haden verkregen. Deze botsing met grote energie tegen de collectors heeft sputteren en warmteontwikkeling ten gevolge en daarom was een sterke koeling van de collectors noodzakelijk» Bovendien verbruikte deze inrichting veel energie. Volgens de onderhavige uitvinding wordt een opstelling toegepast voor het onttrekken van energie aan de ionen voordat deze worden opgevangen, waardoor een aanzienlijke vermindering wordt verkregen van de benodigde versnellingsenergie het sputteren en de warmte-ontwikkeling bij de collectors. Een voorkeursuitvoering is weergegeven in fig. 6, waarbij de bron 52 van hoge spanning is geschakeld tussen de ionenbron 15 en het vat 25. Aangezien deze spanningsbron niet direct de ionenbundel 28 beïnvloedt, vloeit er normaliter geen stroom en is de energiedissipatie derhalve te verwaarlozen. Een en van andere energiebron 75 is geschakeld tussen de bron 15 e^ de collector 20 waar de meeste ionen worden opgevangen. De energiebron 75 is een bron van betrekkelijk lage spanning, bijvoorbeeld 500 volt. De bundelstroom wordt verkregen door deze energiebron, hetgeen èen aanzienlijke energiebesparing betekent. De waarden die opgegeven zijn voor de spanningsniveau's zijn uitsluitend voorbeeld gegeven en desgewenst kunnen verschillende als spanningsniveaüb worden toegepast. In elke leiding kan een ampèremeter worden aangebracht voor het aangeven van het stroomverbruik. Voor de bron is in de fig. 3 en b ee'n enkele naaldcapillair aangegeven. Men kan echter een grotere totale ionenstroom verkrijgen door andere opstellingen, opstellingen zijn weergegeven in de fig. 7 - en twee van zulke 10. Bij de uitvoering van de fig. 7 en 8 wordt een naald of een uitstroomtuit 42* met een lineaire sleuf gevoed door de buis 40, waarbij de elektrode bb' een daarmede overeenkomende sleuf 77 bezit. Bij de uitvoering van de fig. 9 en 10 wordt een lineaire rij van naalden b2 toegepast. De inrichting volgens de onderhavige uitvinding is speciaal geschikt voor een doeltreffende scheiding van isotopen van zware metalen, zoals bijvoorbeeld het scheiden van ÏÏ235 van 7801832
10 U238. De inrichting kan ook worden gebruikt voor het scheiden van isotopen van elementen die elektrisch geleidend zijn in de vloeibare toestand, zoals silicium en germanium. Eet is de bedoeling, dat de energiebehoefte van de inrichting volgens de uitvinding aanzienlijk geringer is dan de energiebehoefte van 5 andere scheidingsinrichtingen, en dit is een belangrijke factor als grote hoeveelheid stof moeten worden behandeld voor het verkrijgen van het gewenste resultaat. Ook maakt de onderhavige inrichting het mogelijk U235 met een zuiverheid van nagenoeg 100$ in één enkele scheidingsbewerking te verkrijgen met een betrekke- 10 lijk kleine apparatuur en uitgaande van een slechte kwaliteit erts of een uitgangsmengsel met een laag percentage van de gewenste stof. C O N C L U S I E S 1. Inrichting voor het scheiden van stoffen, met 15 het dat deze inrichting bestaat uit een vat, een bron aangebracht in het Y t," voor het opwekken van een eerste bundel van positieve ionen van de te scheiden stoffen, welke bron èen inrichting bevat voor het in vloeibare vorm toevoeren van de genoemde stoffen, een orgaan dat een uitlaatope- 20 ning vormt, een orgaan voor het toevoeren van de vloeibare stoffen naar de uitlaatopening, en een inrichting voor het opwekken van een elektrisch veld bij de uitlaatopening voor het tot stand brengen van veldemissie van ionen vanuit de vloeistof, een eerste en een tweede ionencollector aangebracht in het vat, een magne- 25 tische inrichting die een magnetisch véld opwekt transversaal ten opzichte van de eerste ionenbundel, welk magnetisch veld de ionen afbuigt langs wegen met verschillende radii waardoor een tweede en een derde ionenbundel ontstaan die zijn gericht op respectievelijk de eerste en de tweede collector, en een inrich- 30 ting voor het verbinden van het vat met een vacuuminrichting. 2o- Inrichting volgens conclusie 1, met het dat de bron is aangebracht in het magnetische veld van de magnetische inrichting. 3. Inrichting volgens conclusie 1,met het 35 dat de bron zich op enige afstand van de magne- 78 0 1 8 3 2
11 tische inrichting en buiten het magnetische veld bevindt. k. Inrichting volgens conclusie 3j met het dat de collectors zich op enige afstand van de magnetische inrichting en buiten het magnetische veld bevinden^ waardoor een ruimte tussen de magnetische inrichting en de collectors ontstaat waarin de ionen kunnen bewegen. 5. Inrichting volgens conclusie 1, met het dat de magnetische inrichting een afbuiging van 90 veroorzaakt van de wegen die de ionen doorlopen, waarbij de tweede en de derde bundel met een kleine hoek divergeren. 6. Inrichting volgens conclusie 1, met het dat de magnetische inrichting een permanente - magneet is. is. metaal zijn. 235 en 238 zijn. 7. Inrichting volgens conclusie 1, met het dat de magnetische inrichting een elektromagneet 8. Inrichting volgens conclusie 1, met het dat de te scheiden stoffen isotopen van een 9. Inrichting volgens conclusie 1, met het dat de te scheiden stoffen de uraniumisotopen 10. Inrichting volgens conclusie 1, met het dat de te scheiden stoffen isotopen zijn van elementen die geleidend zijn ill de vloeibare toestand. 11. Inrichting volgens conclusie 1, met het dat de bron een tweede vat bevat voor de te scheiden stoffen, een inrichting voor het smelten van deze stoffen in het tweede vat, een buis die in het tweede vat is geplaatst met een inlaatopening in de buurt van de bodem van het tweede vat en een uitlaatopening die uit het tweede vat steekt, en een leiding voor het gas onder druk toevoeren naar het tweede vat voor het omhoog persen van gesmolten stof door de buis. 12. Inrichting volgens conclusie 10, met het dat een aantal van een opening voorziene elektroden zich op enige afstand van de uitlaatopening bevindt en dat 78 0 1 8 3 2
12 een inrichting aanwezig is voor het verbinden van deze elektroden met een bron van elektrische energie,ter verkrijging van een elektrostatisch veld voor het regelen van de divergentie van de ionenbundels. van een holle naald. 13» Inrichting volgens conclusie 1, met het dat de uitlaatopening van de bron de vorm heeft 14. Inrichting volgens conclusie 1, met het door een rij holle naalden. van een sleuf. dat de uitlaatopening van de bron wordt gevormd 15. Inrichting volgens conclusie 1, met het dat de uitlaatopening van de bron de vorm heeft 16. Inrichting volgens conclusie 1, met het dat deze is voorzien van een inrichting voor het brengen van elektronen in de bundel van positieve ionen. 17. Inrichting volgens conclusie 16, met het dat de inrichting voor het inbrengen van elektronen bestaat uit een elektronenbron in het vat en in het magnetische veld, een collectorelektrode in het vat en een inrichting voor het aanleggen van een spanning tussen de elektronenbron en de collectorelektrode<> bevat. 18. Inrichting volgens conclusie 17, met het dat de elektronenbron een thermionische emitter 19. Inrichting volgens conclusie 17, met het bevat die foto-elektronen opwekt. dat de elektronenbron een ultraviolette straler 20» Inrichting volgens conclusie 1, met het dat een eerste bron van betrekkelijk hoge spanning is geschakeld tussen de ionenbron en het vat, en dat een tweede betrekkelijk lage spanningsbron is geschakeld tussen de ionenbron en één van de ionencollectors. 21. Werkwijze voor het scheiden van stoffen, met het dat deze werkwijze de navolgende stappen omvat: 78 0 1 8 3 2
15 het vloeibaar maken van de te scheiden stoffen, het opwekken van enkelvoudig geladen positieve ionen van de stoffen door veldemissie van de vloeistof,het richten van een bundel van de ionen door een magnetisch veld dat transversaal ten opzichte van de bundel verloopt, voor het afbuigen van de ionen langs twee divergerende wegen, en het opvangen van de ionen op de twee wegen» 22. Werkwijze volgens conclusie 21, met het dat de ionen van de bundel buiten het magnetische veld worden opgewekt. dat de ionen in het magnetische veld worden opgewekt O 23* Werkwijze volgens conclusie 21, met het 2b, Werkwijze volgens conclusie 21, met het dat het magnetisch veld zodanig wordt ingesteld, dat hierdoor de ionen over een hoek van ongeveer 90 worden afgebogen. 25. Werkwijze volgens conclusie 21, met het dat de ionen worden opgewekt door vloeibare stof door een capillair in een elektrisch veld te persen. 26. Werkwijze volgens conclusie 21, met het dat elektronen worden gebracht in de ionenbundel die zich in het transversale magnetische veld bevindt. 27 Werkwijze volgens conclusie 26, met het dat de elektronen door thermionische emissie in de onmiddellijke nabijheid van de ionenbundel woïden opgewekt. 28. Werkwijze volgens conclusie 26, met het dat de elektronen in de onmiddellijke nabijheid van de ionenbundel worden opgewekt door foto-emissie. 29. Werkwijze voor het scheiden van isotopen van een zwaar metaal, met het dat deze werkwijze de navolgende stappen omvat: het vloeibaar maken van het metaal, het opwekken van enkelvoudig geladen positieve ionen van het metaal door veldemissie van de vloeistof, het richten van een bundel van de ionen door een magnetisch veld dat transversaal loopt ten opzichte van de bundel, voor het afbuigen van de ionen langs twee divergerende wegen, 7801832
14 waarbij de ionen van de zware isotoop de ene weg volgen en de ionen van de lichte isotoop de andere weg volgen, en het opvangen van de ionen op de twee wegen.» 30. Werkwijze volgens conclusie 29» met hie t kenmerk, dat de ionen van de bundel buiten het magnetische veld worden opgewekt. 31. Werkwijze volgens conclusie 29» met het kenmerk, dat de ionen van de bundel in het magnetische veld worden opgewekt. * * * * * * * * 78 0 1832
2 Bladen Blad 1 Société Anonyme dite: Le Sentier, te Lausanne, Zwitserland
2 Bladen Blad 2 42.' -77 FIG. 7. 3<2> '41 53 FIG. 3. 17 FIG. 5. FIG.5a. 44' H zs 2S-) FIG.8. 42.' 15' -54 T ZO 42 + 5 KV I KV -52. Ö.5KV C 75 FIG.6. 7 8 0 1 8 3 2 Societé Anonyme dite: Le Sentier, te Lausanne, Zwitserland