[发明专利]使用光纤激光器分离碳和氧同位素的方法和装置

权利要求书

1.一种分离碳同位素的方法，所述方法包括：

通过用具有340nm至360nm范围内的波长的紫外光的辐照，对包含碳同位素的甲醛进行光解过程，以产生其中富集有碳同位素的一氧化碳和氢气；

对所述其中富集有碳同位素的一氧化碳和氢气进行催化氧化反应，以合成其中富集有碳同位素的二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)；以及

冷却所述H₂O以回收其中富集有碳同位素的CO₂。

2.权利要求1的方法，其中所述光解通过光纤激光器产生的三次谐波的辐照来进行。

3.权利要求1的方法，其中在对具有1020nm至1080nm范围内的波长的红外光进行脉冲调制并用光纤放大器放大后，通过将所述红外光转变成三次谐波来形成具有340nm至360nm范围内的波长的紫外光。

4.权利要求1至3任一项的方法，在进行所述光解之后，所述方法还包括：

使用通过所述光解产生的氢气和其中富集有碳同位素的一氧化碳进行甲醛合成，用于合成其中富集有碳同位素的甲醛；以及

通过用具有340nm至360nm的波长范围的紫外光辐照所述其中富集有碳同位素的甲醛来进行第二光解过程，用于通过光解产生其中富集有碳同位素的一氧化碳和氢气。

5.权利要求4的方法，其中通过催化反应从所述氢气和其中富集有碳同位素的一氧化碳合成甲醇，并通过催化反应从合成的甲醇合成所述其中富集有碳同位素的甲醛。

6.一种分离氧同位素的方法，所述方法包括：

通过用具有340nm至360nm范围内的波长的紫外光的辐照，对包含氧同位素的甲醛进行光解过程，以产生其中富集有氧同位素的一氧化碳和氢气；

对所述其中富集有氧同位素的一氧化碳和氢气进行催化甲烷化反应，以合成水(H₂O)和甲烷(CH₄)；以及

冷却所述H₂O以回收其中富集有氧同位素的H₂O。

7.权利要求6的方法，其中所述光解通过光纤激光器产生的三次谐波的辐照来进行。

8.权利要求6的方法，其中在对具有1020nm至1080nm范围内的波长的红外光进行脉冲调制并用光纤放大器放大后，通过将所述红外光转变成三次谐波来形成所述具有340nm至360nm范围内的波长的紫外光。

9.权利要求6至8任一项的方法，在进行所述光解之后，所述方法还包括：

使用通过所述光解产生的氢气和其中富集有氧同位素的一氧化碳进行甲醛生成，用于产生其中富集有氧同位素的甲醛；以及

通过用具有340nm至360nm的波长范围的紫外光辐照所述其中富集有氧同位素的甲醛来进行第二光解过程，用于通过光解产生其中富集有氧同位素的一氧化碳和氢气。

10.权利要求9的方法，其中通过催化甲烷化反应从所述氢气和其中富集有氧同位素的一氧化碳合成甲烷和水，并且通过将合成的水与甲醛混合以在所述水与甲醛之间产生氧同位素交换反应，来产生所述其中富集有氧同位素的甲醛。

11.一种光纤激光器装置，其包含：

主振荡器，其辐射具有1020nm至1080nm的波长范围的激光；

强度调制器，其调制所述激光的脉冲；

多个掺镱光纤放大器，其放大脉冲调制的激光的功率；以及

二次和三次谐波发生器，其将功率放大的激光的波长转变成340nm至360nm的紫外光波长范围。

12.一种去除¹⁴C放射活性碳同位素的方法，所述方法包括：

通过用具有340nm至360nm的波长范围的紫外光的辐照，对包含¹⁴C放射活性碳同位素的甲醛进行光解过程，以光解成包含¹⁴C放射活性碳同位素的一氧化碳(CO)和氢气(H₂)；以及

冷却并冷凝在所述光解的进行中残留的甲醛，以捕获从中去除了¹⁴C放射活性碳同位素的甲醛。

13.权利要求12的方法，其中所述光解通过使用光纤激光器产生的三次谐波的辐照来进行。

14.权利要求12的方法，其中在对具有1020nm至1080nm范围内的波长的红外光进行脉冲调制并用光纤放大器放大后，通过将所述红外光转变成三次谐波来形成具有340nm至360nm范围内的波长的紫外光。