Коэффициента оптического

С 1964 по 1970 г. загрузка заводов США была снижена более чем в 2 раза в связи с насыщением военной программы высокообогащенным ураном и пока еще относительно небольшими потребностями в обогащенном уране развивающейся ядерной энергетики. С 1978 г. проводилась модернизация и реконструкция диффузионных заводов в целях доведения их суммарной разделительной мощности до 27,3 млн. ЕРР/год. Эта работа, позволяющая увеличить на 10,1 млн. ЕРР/год (т. е. на 60%) разделительную мощность трех действующих заводов, равнозначна созданию нового ^рупнейшего завода. Она проводилась по двум программам. Первая программа предусматривала усовершенствование существующих пористых перегородок и другого оборудования в целях повышения коэффициента обогащения в ступени, что не потребует увеличения потребления электроэнергии. Разделительная мощность всех диффузионных заводов увеличится на б млн. ЕРР/год. Второй программой предусмотрены установка нового, более мощного и высокопроизводительного оборудования и модернизация 4100 ступеней, что связано с увеличением потребляемой электрической мощности до 7400 МВт и значительными затратами. Реализация этих программ завершена.

С учетом поправочных коэффициентов s\, s2 и $з расчетная формула для коэффициента обогащения принимает вид

Для ориентировочных расчетов при очень малых (-С1) значениях х, XQ, а также у выражения в скобках под знаком логарифмов можно отбросить. Из формул (8.18) и (8.19) видно определяющее влияние коэффициента обогащения на число необходимых разделительных ступеней. Например, при среднем значении еступ=0,0017 (см. табл. 8.2) первый множитель равен 588. Второй множитель — это логарифм суммарного коэффициента разделения акаск, зависящий от выбранных концентраций 235U в отборе, питании и отвале каскада**. Для обогащения 0,03 (3%)

Обращает на себя внимание приведенное в табл. 8.2 значение расчетного коэффициента обогащения (0,0019—0,00176). Оно почти в 2,5 раза меньше теоретического значения ео, о котором сообщалось выше.

В противоточной центрифуге, имеющей эффективную * длину ротора Z, благодаря осевой циркуляции газа происходит умножение первичного коэффициента обогащения ео пропорционально Z. Центрифуга работает как своеобразный каскад.

При разделении изотопов урана в противоточной центрифуге Гроота, имеющей скорость 350 м/с, по приведенной формуле получаем е0=0,0682; при скорости 400 м/с е0= 0,0976, а при скорости 500 м/с 80=0^152. В диффузионной же ступени максимальное значение теоретического коэффициента обогащения ЕО= 0,0043, т. е. в 20 — 25 раз меньше. В возможности получать столь высокие коэффициенты разделения и состоит важнейшая особенность центрифужного метода и его отличие от газодиффузионного.

Число ступеней обратно пропорционально коэффициенту обогащения или квадрату окружной скорости. Но так как коэффициент обогащения центрифуг может быть в несколько десятков раз выше коэффициента обогащения диффузионной ступени, то необходимое число ступеней при центрифужном методе соответственно будет меньше. Однако расход газа через одиночную центрифугу очень мал (миллиграммы в секунду). Внутренний циркуляционный поток также невелик. Поэтому в условиях вращения роторов в вакууме с очень малыми потерями на трение затраты мощности на прокачку газа в центрифугах в 20—30 раз меньше, чем в газодиффузионных установках при той же разделительной работе. Повышение окружной скорости как главного фактора увеличения коэффициента обогащения и разделительной работы центрифуги очень сильно влияет на все технико-экономические параметры центрифужного метода. Поэтому стремятся увеличить скорости вращения роторов, не снижая надежности и ресурса их работы.

С 1964 по 1970 г. загрузка заводов США была снижена более чем в 2 раза в связи с насыщением военной программы высокообогащенным ураном и пока еще относительно небольшими потребностями в обогащенном уране развивающейся ядерной энергетики. С 1978 г. проводилась модернизация и реконструкция диффузионных заводов в целях доведения их суммарной разделительной мощности до 27,3 млн. ЕРР/год. Эта работа, позволяющая увеличить на 10,1 млн. ЕРР/год (т. е. на 60%) разделительную мощность трех действующих заводов, равнозначна созданию нового ^рупнейшего завода. Она проводилась по двум программам. Первая программа предусматривала усовершенствование существующих пористых перегородок и другого оборудования в целях повышения коэффициента обогащения в ступени, что не потребует увеличения потребления электроэнергии. Разделительная мощность всех диффузионных заводов увеличится на 6 млн. ЕРР/год. Второй программой предусмотрены установка нового, более мощного и высокопроизводительного оборудования и модернизация 4100 ступеней, что связано с увеличением потребляемой электрической мощности до 7400 МВт и значительными затратами. Реализация этих программ завершена.

С учетом поправочных коэффициентов s\, s2 и $з расчетная формула для коэффициента обогащения принимает вид

Для ориентировочных расчетов при очень малых (-С1) значениях х, XQ, а также у выражения в скобках под знаком логарифмов можно отбросить. Из формул (8.18) и (8.19) видно определяющее влияние коэффициента обогащения на число необходимых разделительных ступеней. Например, при среднем значении еступ=0,0017 (см. табл. 8.2) первый множитель равен 588. Второй множитель — это логарифм суммарного коэффициента разделения акаск, зависящий от выбранных концентраций 235U в отборе, питании и отвале каскада**. Для обогащения 0,03 (3%)

Обращает на себя внимание приведенное в табл. 8.2 значение расчетного коэффициента обогащения (0,0019—0,00176). Оно почти в 2,5 раза меньше теоретического значения ЕО, о котором сообщалось выше.

Присутствующий в гидрогенизированном аморфном кремнии водород оказывает влияние не только на электрические, но и на оптические свойства материала. Одной из основных оптических характеристик кремния является коэффициент оптического поглощения и его зависимости от энергии фотонов (или длины волны) излучения. Зависимости коэффициента оптического поглощения пленок аморфного кремния, содержащего и не содержащего водород, от

В гл. 3 дается обзор новых методов исследования структуры, электрофизических и оптических свойств пленок аморфного кремния и родственных материалов. Проведенные измерения статических параметров материалов (коэффициента оптического поглощения, электропроводности по постоянному току, плотности локализованных состояний) и динамических параметров (диффузионной длины носителей заряда L, подвижности ц, скорости поверхностной рекомбинации х) оказываются полезными и для исследования совершенных монокристаллов.

2.3.11. Спектральная зависимость коэффициента оптического поглощения: 1 — 3 мк-Si, полученного методом молекулярно-лучевого осаждения (температура подложки, °С:

лучевым осаждением, с повышением температуры подложки увеличивается. Это не согласуется с результатами для мк-SirH, полученного плазменным осаждением, для которого размер зерен остается практически постоянным. На 2.3.11 показаны спектральные зависимости коэффициента оптического поглощения, типичные для пленок мк-Si, полученных методом молекулярно-лучевого осаждения [99]. Из 2.3.11 следует, что с повышением Тпо коэффициент поглощения падает, свидетельствуя об увеличении оптической ширины запрещенной зоны. Приведенные кривые существенным образом отличаются от аналогичных кривых для к-Si или a-Si:H, что обусловлено, по-видимому, различием структур их связей.

ФАС является новым методом определения коэффициента оптического поглощения в тонкопленочных образцах при энергиях, меньших ширины запрещенной зоны. Вначале излагается теория ФАС для твердых тонких пленок, из которой наглядно следует, что с помощью этого метода можно определить абсолютные значения коэффициента поглощения, не обладая информацией о тепловых параметрах пленки. Далее представлены спектры оптического поглощения вплоть до значений а«1 см"1, полученные методом ФАС на образцах a-Si:H, нелегированных и легированных фосфором. На основании этих данных путем моделирования можно вывести распределение энергии локализованных состояний внутри запрещенной зоны.

мишени составляло 10 В. Коэффициент усиления фотопроводимости определяется как отношение плотности фототока к падающему потоку фотонов при каждой длине волны. На этом рисунке приведен также график коэффициента оптического поглощения a-Si: Н той же толщины. Следует отметить, что коэффициент усиления фотопроводимости (или эффективность генерации носителей) близок к единице и не зависит от длины волны при рассмотрении отражения падающего света от поверхности.

Концентрация в пленках a-Sii_xGex :H германия и водорода зависит от условий осаждения даже в случае неизменного содержания в исходной газовой смеси газов GeH4 и SiH4. Увеличивая в пленках содержание Ge, можно плавно менять оптическую ширину запрещенной зоны от 1,85 до 1,1 эВ. Значения оптической ширины запрещенной зоны/Г^, определяются при этом путем экстраполяции зависимости коэффициента оптического поглощения а от энергии фотонов hv, построенной в координатах

4.1.4. Спектральные зависимости коэффициента оптического поглощения а в пленках a-Sii_x('cx: Н различного состава (см. цифры у кривых), построенные в обычных координатах (а) и координатах ^juhv (б)

На 6.3.6 показана зависимость коэффициента оптического поглощения сплава Si-B, нанесенного при B2H6/SiH4 = 1 • 10"2, от квадрата энергии фотонов. Наблюдавшаяся линейная зависимость означает, что поглощение обусловлено переходами электронов в плотных локализованных межзонных состояниях в соответствии с теорией Мотта [ 38]. Плотность локализованных состояний вблизи уровня Фермн, оцененная из коэффициента оптического поглощения, составляет величину порядка 1020 см"3 • эВ"'.

6.3.6. Изменение коэффициента оптического поглощения аморфного сплава Si-B, осажденного при B2H6/SiH4 = 1 • 10"2 в зависимости от квадрата энергии фотона [35]

В гл. 3 дается обзор новых методов исследования структуры, электрофизических и оптических свойств пленок аморфного кремния и родственных материалов. Проведенные измерения статических параметров материалов (коэффициента оптического поглощения, электропроводности по постоянному току, плотности локализованных состояний) и динамических параметров (диффузионной длины носителей заряда L, подвижности ц, скорости поверхностной рекомбинации х) оказываются полезными и для исследования совершенных монокристаллов.