Введение
1. Обзор публикаций, связанных с темой диссертационного исследования 16
1.1. Диодная лазерная спектроскопия и другие методы детектирования газообразных соединений 16
1.1.1. Методы регистрации газообразных соединений и газового анализа. 16
1.1.2. Диодная лазерная спектроскопия и другие лазерно-оптические методы регистрации 22
1.1.3. Контур линии поглощения. 33
1.2. Физико-химические свойства HF и UF6 46
1.2.1. Физико-химические свойства UF6 46
1.2.2. Спектроскопические свойства UF6 47
1.2.3. Физико-химические свойства газообразного HF 56
1.2.4. Спектроскопические свойства HF 58
1.3 Полупроводниковые источники и приемники излучения для спектроскопических применений 63
1.3.1. Современные перестраиваемые диодные лазеры 63
1.3.2. Квантово-каскадный лазер 70
1.3.3. Основные конструкции современных одночастотных диодных лазеров 73
1.3.4. Полупроводниковые приемники оптического излучения 79
Выводы к главе 1. 84
2. Разработка ДЛ- и ККЛ-спектрометров и методика исследований 86
2.1 Предварительные исследования
2.1.1. Выбор спектрального диапазона для измерения степени обогащения UF6 86
2.1.2. Выбор спектрального диапазона для детектирования HF 89
2.1.3. Выбор полупроводниковых источников и приемников оптического излучения 94
2.2 Конструкция диодного лазерного спектрометра 100
2.2.1. Принципиальная блок-схема ДЛ спектрометра 100
2.2.1. Электронный блок управления и регистрации 102
2.2.2. Система подготовки и напуска газовых смесей 105
2.2.3. ДЛ спектрометр для регистрации HF 107
2.2.4. ККЛ спектрометр для определения степени обогащения UF6. 110
2.3 Алгоритмы и особенности режимов работы спектрометров 112
2.3.1. Программа управления ДЛ спектрометром 112
2.3.2. Вычисление отклонения Алана 117
2.3.3. Сканирование частоты ДЛ 119
2.3.4. Линеаризация частотной шкалы 121
2.3.5. Получение спектра поглощения и алгоритм вычисления концентрации. Модуляционный режим 123
2.3.6. Аппроксимация экспериментального спектра линии поглощения модельным контуром 128
2.3.7. Система температурной стабилизации ДЛ 132
Выводы к главе 2 136
3. Исследования спектров гексафторида урана в области колебания 1+3 для определения изотопического состава UF6 139
3.1. Исследование перестроечных характеристик ККЛ 139 3.2. Спектры поглощения UF6 143
3.2.1. Регистрация спектров поглощения 143
3.2.2. Зависимость спектров от давления 146
3.2.3. Тонкая структура спектров 148
3.2.4. Спектры образцов различного изотоп-состава 153
3.3. Определение изотопного состава UF6 156
Выводы к главе 3. 160
4. Локальный и дистанционный детекторы утечек HF и спектроскопические исследования контура линии 0-2 R(0) HF 161
4.1. Исследование спектральных характеристики ДЛ 161
4.1.1. Перестроечная характеристика ДЛ 161
4.1.2. Определение ширины линии генерации ДЛ 162
4.2. Исследование контура линии 2-0 R(0) HF 164
4.2.1. Спектры линии 2-0 R(0) HF, уширенной Ar, Kr, Xe, N2 165
4.2.2. Определение столкновительного сдвига линии 167
4.2.3. Определение столкновительного уширения линии. 170
4.2.4. Определение столкновительного сужения линии. 171
4.2.5. Исследование асимметрии контура линии 173
4.2.6. Анализ результатов исследования контура линии 2-0 R(0) HF 176
4.3. Дистанционное и локальное детектирование HF 180
4.3.1. Экспериментальная апробация прототипов устройств
дистанционного и локального детектирования HF 180
4.3.2. Оценка минимальной обнаружимой концентрации (МОК)
Выводы к главе 4 185
Заключение 187
Список используемых сокращений 189
Список цитируемых источников 191
