
【化】 isotope enrichment
isotope; isotopes
【化】 isotope; isotopes
【医】 isotope
dense; great; strong; thick
collect; collection; gather; volume
【电】 set
同位素浓集(Isotope Enrichment)是指通过物理或化学方法,提高混合物中某种特定同位素丰度的过程。该术语在核能、医学和科研领域具有重要应用价值,其核心在于分离同位素以获取更高纯度的目标同位素。
同位素浓集基于不同同位素原子质量的微小差异实现分离。例如铀浓缩(Uranium Enrichment)通过增加铀-235的丰度(天然铀中仅占0.7%)以满足核反应堆或武器的临界要求。国际原子能机构(IAEA)技术报告指出,气体扩散法和离心法是工业级铀浓缩的主流技术,前者利用气体分子通过多孔膜的速率差异,后者依赖高速旋转产生的离心力分离同位素。
浓缩铀燃料(³⁵U丰度3%-5%)是轻水反应堆的核心燃料。世界核协会数据显示,全球商用核电站每年消耗约4.8万吨分离功。
浓集稳定同位素如碳-13(¹³C)用于幽门螺杆菌呼气试验,其检测准确率达95%以上(《核医学杂志》临床研究)。
重水(D₂O)中的氘浓集可作中子慢化剂,高纯硅-28(²⁸Si)则用于量子计算材料开发(美国国家标准与技术研究院案例)。
方法 | 分离原理 | 适用同位素 |
---|---|---|
气体离心法 | 超高速旋转产生的离心力差异 | ²³⁵U, ¹⁵N |
激光同位素分离 | 同位素原子能级跃迁频率差异 | ²³⁵U, ¹⁶⁸Yb |
电磁分离法 | 离子束在磁场中的偏转差异 | 科研级微量同位素 |
蒸馏法 | 沸点差异(用于氢同位素) | D₂O, T₂O |
权威来源:国际原子能机构《铀浓缩技术导则》、美国能源部《同位素分离手册》、Elsevier《Journal of Nuclear Materials》相关研究。因链接有效性限制,具体文献请通过学术数据库检索获取。
同位素浓集是指通过物理或化学方法,提高某一特定同位素在混合物中的相对浓度或丰度的过程。以下是详细解释:
同位素浓集的核心在于分离同一元素的不同同位素,使目标同位素浓度显著提升。例如,天然铀中铀-235(U-235)的丰度仅为0.72%,通过浓集可将其提升至3%-5%(核电站燃料)或更高(核武器级)。
同位素浓集强调人为干预的浓缩过程,而同位素分馏指自然过程中因物理/化学反应导致的同位素比例变化(如蒸发作用中的氧同位素分馏)。
如需了解具体工艺参数或更多应用案例,可进一步查阅核工程或同位素化学领域的专业文献。
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