
【化】 isotope fractionation; isotope separation
同位素分离(Isotope Separation)是指通过物理或化学手段将同一元素的不同同位素进行分离的技术过程。根据《英汉科技大词典》的定义,该术语对应英文“isotope separation”,强调利用同位素间质量或物理性质的微小差异实现分离(来源:《英汉科技大词典》)。
在技术原理上,同位素分离依赖于同位素之间微小的质量差异。例如铀-235与铀-238的质量差仅为1.26%,需通过气体扩散法、离心法或激光分离法实现分离。国际原子能机构(IAEA)指出,离心分离法因效率高而成为铀浓缩的主流技术(来源:国际原子能机构技术报告)。
该技术的核心应用包括核能燃料制备与医学同位素生产。铀-235的提纯是核电站运行的关键步骤,需将天然铀中0.7%的铀-235浓度提升至3-5%(来源:《核工程与设计》期刊)。医学领域则利用碳-13和氧-18等稳定同位素进行呼气试验和PET扫描示踪剂制备(来源:《医学物理学杂志》)。
当前技术挑战集中在能耗与精度平衡。《分离科学与技术评论》分析称,传统气体扩散法需消耗大量电能,而新型激光分离法(如AVLIS)可降低30%的能源消耗(来源:《分离科学与技术评论》)。美国能源部2024年发布的报告显示,全球90%的铀浓缩设施已采用第三代离心机技术(来源:美国能源部年度报告)。
同位素分离是指将同一元素的不同同位素(如铀-235与铀-238)从混合物中分离开的过程,主要基于同位素间微小的物理或化学性质差异。以下是详细解析:
同位素分离的核心原理是利用同位素间以下差异:
离心法
通过高速旋转离心机,较重的同位素(如铀-238)被甩向外侧,轻的(铀-235)集中在中心,多级离心可富集目标同位素。
气体扩散法
利用气体分子通过多孔膜的速率差异分离,轻同位素扩散更快。曾用于曼哈顿计划提取铀-235。
激光分离法
通过特定波长激光选择性激发目标同位素原子或分子(如铀蒸气),再通过电离或化学反应分离。
化学交换法
利用同位素在化学反应中的速率或平衡差异,例如氮-15与氮-14在氨交换反应中的分离。
精馏法
基于同位素沸点差异,通过多次蒸发-冷凝循环富集目标同位素(如氧-18)。
如需进一步了解具体案例或技术参数,可参考来源网页(如、)的完整内容。
半透明玻璃纸苯苯氨苯脲臂静脉传值电流放大器定位修饰符冬绿糖多层过滤板式分布器浮力液面指示器腹型偏头痛滚边频率行为规范颊螺菌碱地晶格面量尺寸萝ě甙配基启动键区间运算三肢切断术深层反射升降线施佩曼氏诱导食物节制束带样痛松类铁撬同步工资同时对比