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激光铀浓缩技术是一种先进的同位素分离技术。天然铀中主要含有两种同位素：铀235和铀238。铀235是可裂变同位素，但在天然铀中含量仅约0.7%，而铀238占99.3%且不可裂变。核反应堆需要浓缩铀，即将铀235的含量提高到3-5%。激光技术能够利用同位素间微小的光谱差异，实现精确的选择性分离。
激光选择性激发的原理基于不同同位素间微小的能级差异。由于核质量的不同，铀235和铀238原子的电子能级存在细微差别。特定频率的激光只能使铀235原子从基态跃迁到激发态，而对铀238无效。当激光照射原子蒸气时，只有铀235原子吸收光子发生跃迁，随后被进一步电离。这种选择性激发是激光铀浓缩技术的核心原理。
AVLIS技术即原子蒸气激光同位素分离技术，是激光铀浓缩的主要方法之一。工艺流程包括四个关键步骤：首先用电子束加热铀金属使其蒸发形成原子蒸气束；然后使用特定频率的激光对铀235原子进行多步激发，使其达到电离阈值；接着激发的铀235原子被电离成离子；最后利用电场将带电的铀235离子与中性的铀238原子分离并分别收集。这种方法能够实现高效的同位素分离。
MLIS技术即分子激光同位素分离技术，是另一种重要的激光铀浓缩方法。该技术使用六氟化铀分子作为工作介质，通过红外激光选择性激发含铀235的六氟化铀分子，使其发生振动激发并解离产生五氟化铀和氟原子。相比AVLIS技术，MLIS具有工作温度低、激光功率要求低的优势，技术相对更加成熟。但AVLIS在分离效率方面表现更优。两种技术各有特点，在不同应用场景下发挥作用。
激光铀浓缩技术相比传统气体扩散法具有显著优势。在能耗方面可降低90%以上，分离效率提高10到100倍，设备体积和建设成本都大幅减少。然而技术挑战也很严峻：激光器稳定性要求达到0.1兆赫兹精度，光谱纯度需要兆赫兹级别，工艺控制精度要求极其严格。此外设备维护复杂，技术门槛很高，这些都是制约技术产业化的关键因素。