化學法同位素分離英文解釋翻譯、化學法同位素分離的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 chemical isotope separation

分詞翻譯：

化學法的英語翻譯：

【化】 chemical methods(for manufacture of caustic soda); chemical pulping
【醫】 chemical method

同位素分離的英語翻譯：

【化】 isotope fractionation; isotope separation

專業解析

化學法同位素分離（Chemical Isotope Separation）是指利用特定元素的不同同位素在化學反應中的微小速率差異或平衡常數差異，通過化學手段實現同位素分離富集的技術。其核心原理是同位素質量差異引起的分子振動能級變化，進而影響化學鍵的斷裂或形成速率（動力學同位素效應），或導緻反應平衡位置的偏移（熱力學同位素效應）。

一、核心原理

動力學同位素效應：較輕的同位素形成的化學鍵振動頻率更高，鍵能略低，在化學反應中更易斷裂。例如，在涉及氫同位素（H/D/T）的反應中，H–H鍵斷裂速率顯著快于D–D鍵。
熱力學同位素效應：同位素替換可能改變反應平衡常數。如重水（D₂O）與輕水（H₂O）的蒸氣壓差異，源于O–D鍵與O–H鍵的零點能不同。

二、主要方法

化學交換法：
- 原理：利用同位素在兩相（如氣-液、液-液）間分配系數的差異實現分離。例如鈾濃縮中，$^{235}text{UF}_6$與$^{238}text{UF}_6$在有機相與水相間的分配比略有不同，通過多級逆流萃取可逐步富集。
- 典型應用：曆史上曾用于鈾濃縮（化學交換色譜法），現多用于穩定同位素（如$^{15}text{N}$、$^{13}text{C}$）分離。
光化學分離法：
- 原理：利用同位素分子對特定波長激光的吸收差異選擇性激發。例如，$^{235}text{UF}_6$與$^{238}text{UF}_6$的紅外吸收譜存在微小位移（約0.01 cm⁻¹），通過調諧激光波長可選擇激發目标同位素分子并引發後續反應。

三、應用領域

核工業：鈾同位素分離（如早期化學交換法研究）。
醫學與科研：穩定同位素标記化合物制備（如$^{13}text{C}$-标記藥物代謝研究）。
環境科學：同位素示蹤技術（如$^{15}text{N}$追蹤氮循環）。

四、技術局限性

分離系數低：化學法單級分離系數通常為1.001–1.1，需多級串聯，設備複雜。
能耗高：相較于離心法，化學法能耗顯著增加，經濟性較差。

參考文獻

國際原子能機構（IAEA）. 同位素分離技術綜述 [EB/OL]. https://www.iaea.org/topics/isotope-separation, 2023.
中國科學院核能安全技術研究所. 穩定同位素分離與應用 [EB/OL]. http://www.inest.cas.cn/kpjy/kpgz/202112/t20211208_6318400.html, 2021.
維基百科. 激光同位素分離 [EB/OL]. https://zh.wikipedia.org/wiki/激光同位素分離, 2024.

網絡擴展解釋

化學法同位素分離是指通過利用同位素在化學反應中表現出的不同反應速率、熱力學性質或産物分布差異，将混合物中的特定同位素分離或富集的技術。以下是詳細解釋：

基本原理
同位素之間因原子核質量差異，可能導緻化學鍵強度、反應活化能等熱力學或動力學性質不同。例如，質量較輕的同位素（如氫-1和氫-2）在化學反應中更易形成或斷裂化學鍵。這種差異可通過化學交換、電解或結晶等方法實現分離。
適用對象
主要針對輕同位素（如氫、锂、硼等同位素），因其相對質量差較大，化學性質差異更顯著。例如，電解水時，含普通氫（氕）的水分子比含氘的水分子更容易分解，從而富集氘生成重水（D₂O）。
常用方法
- 化學交換法：利用同位素在不同化合物間的分配差異。例如，硫化氫與水的同位素交換反應可用于分離氫同位素。
- 電解法：電解含同位素的化合物時，輕同位素優先參與反應，剩餘溶液中重同位素逐漸富集，常用于重水生産。
- 結晶法：利用同位素化合物溶解度的差異，通過多次結晶分離同位素混合物。
應用實例
曆史上，化學法在重水制備中發揮了關鍵作用。例如，通過電解水或硫化氫-水化學交換法分離氘，為核反應堆提供中子慢化劑。

化學法適用于分離質量差較大的輕同位素，核心是通過同位素間化學行為的差異實現分離，常見方法包括電解、化學交換和結晶等。對于重同位素（如鈾-235/238），則需采用氣體擴散、離心等物理方法。