AbstractSilicon isotope separation from hexafluorodisilane (Si2F6) has been examined using a CO2 pulsed laser. Si2F6 containing certain isotopes was preferentially decomposed to SiF4 depending on the wavenumber (k) of the laser. 29Si and 30Si were concentrated in the SiF4 produced at k=945–955 cm−1, and in the residual Si2F6 at k=970–980 cm−1. The SiF4 containing 30Si of about 43.3% and 29Si at a maximum of 12.3% was continuously produced with a yield of 4.4% at k=951.203 cm−1 and 9.6% at 956.205 cm−1, respectively. The decomposition reaction of Si2F6 by the infrared laser irradiation could be explained as Si2F6(gas)+nhν→SiF4(gas)+SiF2(solid), calculated from a mass balance analysis of the experimental results. A 30Si concentration higher than 90% was estimated to be achievable by repeating the irradiation of the residual Si2F6 at around k=975 cm−1 and finally decomposing the Si2F6 to SiF4 at k=951.203 cm−1. SiC enriched with 29Si and 30Si was predicted to show an excellent low activation behavior in fusion neutron environments.
六フッ化二ケイ素（Si2F6）からのケイ素同位体分離を、CO2パルスレーザーを用いて検討した。特定の同位体を含むSi2F6は、レーザーの波数（k）に依存して優先的にSiF4へ分解した。29Siおよび30Siは、k=945–955 cm⁻¹で生成したSiF4中に濃縮され、k=970–cm⁻¹では残留Si2F6中に濃縮された。約43.3%の30Siおよび最大12.3%の29Siを含むSiF4が、k=951.203 cm⁻¹で収率4.4%、k=956.205 cm⁻¹で収率9.6%で連続的に生成した。赤外レーザー照射によるSi2F6の分解反応は、実験結果の質量バランス分析から、Si2F6（気体）+nhν→SiF4（気体）+SiF2（固体）として説明できた。k=975 cm⁻¹付近で残留Si2F6への照射を繰り返し、最終的にk=951.203 cm⁻¹でSi2F6をSiF4へ分解することにより、90%を超える30Si濃度の達成が可能であると推定された。29Siおよび30Siで濃縮されたSiCは、核融合中性子環境において優れた低放射化特性を示すと予測された。