原子蒸气激光同位素分离

原子汽激发光同位素分离，或 AVLIS，是一种使用特别调谐的激光通过超精细跃迁的选择性电离来分离铀同位素的方法。 使用分子而不是原子的类似技术是分子激光同位素分离（MLIS）。

天然铀由大质量的 238U 和小得多的易裂变 235U 组成。 传统上，通过将 235U 溶解在酸中以产生六氟化铀，然后使用气体离心机分离同位素，将 235U 从质量中分离出来。 每次通过离心机都会浓缩 235U 并留下贫铀。 相比之下，AVLIS 无需将其与酸混合即可在单个步骤中产生更高的浓缩度。 原则上，该技术也可用于其他元素的同位素分离，这在大多数元素的当前非激光技术的专业应用之外是不经济的。

由于该过程不需要对原料在浓缩前进行化学处理，因此它也适用于轻水反应堆和其他核废料中使用过的核燃料。 目前，从这些来源中提取 235U 仅在一定程度上经济，留下大量 235U 仍然包含在废品中。 AVLIS 可能会提供一种经济的方法来对燃料进行后处理，即使是使用现有方法进行了一个后处理周期的燃料。

由于与传统的基于离心机的铀浓缩方法相比，有可能以低得多的能量需求实现更高的浓缩，AVLIS 是核扩散的一个关注点。 迄今为止，尚无商业规模的 AVLIS 生产线投入使用。

AVLIS 系统背后的基本概念是选择性地电离蒸发源材料中的所需原子。 由于电子的能级受到核结构的影响，导致超精细结构，不同的同位素具有不同的能级。 设计人员选择了一种特定的电子能量，其中同位素之间的差异xxx，并且实际上可以用激光产生能量水平。 激光使选定的电子被光激发，从而使原子电离，使其带电。 然后可以用静电场或磁场操纵离子。 其他能级略有不同的同位素不会被电离并保留在原始混合物中。

随着更新的激光技术的开发，在 AVLIS 的开发过程中，目标电子的选择发生了变化。  然而，该区域的过渡间隔很近，由于多普勒展宽而难以选择，需要使用复杂的膨胀系统冷却蒸汽。 工作频率可调的激光器（通常是染料激光器）的引入允许选择更方便的激发。 现代系统通常使用 502.74 纳米的 238U 吸收峰转移到 235U 中的 502.73 纳米。

AVLIS 系统由蒸发器和收集器组成，形成分离系统，以及激光系统。 汽化器产生纯气态铀流。

常用的激光器是二级可调谐脉冲染料激光器，通常由铜蒸气激光器泵浦； 主振荡器可调谐、窄线宽、低噪声、高精度。 通过充当光放大器的染料激光放大器可显着提高其功率。 三种频率（颜色）的激光用于铀 235 的完全电离。

对于锂等其他元素的 AVLIS，使用可调谐窄线宽二极管激光器。