Izotopická separace je proces zvyšování koncentrace izotopů jednoho chemického prvku .
Tyto atomová jádra sestávají z nukleony Z protonů a N neutronů , nebo A = Z + N nukleonů ve všech. Aby byla zaručena jeho neutralita, musí atom obklopit toto jádro oblakem přesně Z elektronů , protože proton i elektron nesou elementární elektrický náboj , první kladný, druhý záporný.
Chemické vlastnosti výsledného atomu však v zásadě závisí na elektronovém mračnu, tedy na Z. V odpovídajícím chemickém prvku koexistují dvě jádra stejného Z a N - nebo A - odlišná. Nazývají se proto izotopy (z řeckého toposu, místo), protože zaujímají stejné místo v tabulce Mendeleiev .
Jaderné vlastnosti dvou různých izotopů stejného chemického prvku jsou někdy velmi odlišné a většina aplikací jaderné fyziky proto vyžaduje určitou formu oddělení těchto izotopů.
Protože se při separaci izotopů stěží můžeme spolehnout na chemické vlastnosti těles, používají se fyzikální procesy, díky nimž hraje důležitou roli hmotnost.
Pokud se jedná o mikroskopické veličiny, zejména při problémech s analýzou vzorků, uchýlíme se často k hmotnostní spektrometrii , kde pracujeme hlavně na jednotlivých atomech. Tuto techniku využívala jedna z cest zkoumaných během projektu Manhattan . Významná část uranu z bomby Little Boy vystřelené na Hirošimu pocházela z hmotnostních spektrometrů zvaných calutron v závodě Y-12 v Oak Ridge .
U neuvěřitelných množství, zejména pro vojenské aplikace nebo pro výrobu energie , jsou dvěma běžně používanými procesy ultracentrifugace a difúze plynu pro obohacování uranu . Tyto metody implementují kaskádu kroků, z nichž každý poskytuje velmi nízké obohacení, ale jejichž posloupnost ve velkém počtu umožňuje dosáhnout požadovaného cíle.
Pro získání těžké vody se používají ještě další metody .
Okolní podmínky, které převládají během určitých přírodních jevů, vedou ke změnám poměrů izotopů v depozitech nebo akumulacích. Analýza těchto vztahů se používá v paleoklimatologii ke stanovení minulých klimatických podmínek. Například poměr kyslíku 18 k kyslíku 16 v ledových jádrech udává teplotu zemské atmosféry ve velmi vzdálených dobách. V astronomii umožňuje spektroskopie určit izotopové poměry nepřístupných těles ( komety atd.) A určit, zda mohou dvě tělesa mít společný původ nebo ne.