電磁同位素分離器英文解釋翻譯、電磁同位素分離器的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 calutron

分詞翻譯：

電磁的英語翻譯：

electromagnetism
【醫】 electromagnetism

同位素分離的英語翻譯：

【化】 isotope fractionation; isotope separation

器的英語翻譯：

implement; organ; utensil; ware
【醫】 apparatus; appliance; crgan; device; organa; organon; organum; vessel

專業解析

電磁同位素分離器（Electromagnetic Isotope Separator）是一種利用電磁場對同位素進行質量分離的高精度裝置。其核心原理基于帶電粒子在磁場中運動時受到的洛倫茲力差異：不同質量的同位素離子在相同電磁場條件下會因質荷比不同而産生差異化的運動軌迹，從而實現同位素分離。

核心組件與工作流程

1. 離子源：通過電離技術将目标元素轉化為帶電離子束，例如采用電子轟擊或等離子體電離法。
2. 磁場系統：由真空室内的強電磁鐵構成，離子束在磁場中按質量數偏轉，遵循公式： $$ F = q(v times B) $$ 其中( F )為洛倫茲力，( q )為電荷量，( v )為離子速度，( B )為磁感應強度。
3. 收集器：根據離子偏轉半徑差異，在預設位置設置接收闆捕獲特定質量的同位素。

應用領域

• 核科學研究：用于制備高純度放射性同位素，如鈾-235濃縮（參考：美國物理學會《核物理設備綜述》）。
• 醫學領域：生産醫用同位素锝-99m，用于癌症診斷（來源：國際原子能機構技術報告）。
• 工業檢測：作為質譜儀的核心模塊，用于材料成分分析（引用：《分析化學儀器手冊》第3版）。

技術演進

該技術起源于20世紀40年代的Calutron裝置（加州大學回旋分離器），後經改進成為現代同位素分離标準設備。當前最高分辨率可達1:10,000質量數差異（數據來源：CERN加速器技術年報）。

網絡擴展解釋

電磁同位素分離器（Calutron）是一種利用電磁場分離同位素的設備，其核心原理基于不同質量同位素在磁場中的運動軌迹差異。以下從定義、原理、結構及應用等方面進行詳細解釋：

1.定義與曆史背景

電磁同位素分離器最初由歐内斯特·勞倫斯在曼哈頓計劃期間研發，基于回旋加速器技術改進而成，主要用于鈾同位素（如²³⁵U和²³⁸U）的工業級分離。其英文名“Calutron”源自加州大學（University of California）和回旋加速器（Cyclotron）的組合。

2.工作原理

• 電離與加速：待分離物質在離子源中被電離，形成帶電離子束，隨後通過高壓電場加速。
• 磁場偏轉：加速後的離子進入均勻磁場，因洛倫茲力作用發生偏轉。根據公式： $$ r = frac{mv}{qB} $$ 其中，( r )為離子軌道半徑，( m )為質量，( v )為速度，( q )為電荷量，( B )為磁感應強度。質量不同的同位素因軌道半徑不同而分離。
• 收集：分離後的離子束撞擊金屬闆或法拉第杯，通過測量電流強度确定同位素豐度。

3.系統結構

現代電磁同位素分離器通常包含三大子系統：

• 電離與注入子系統：包括進樣器、多電荷态離子源和高壓台架，用于生成高能離子束。
• 分離子系統：采用電磁磁分析器（含磁極和真空室），通過磁場實現同位素分選。
• 收集子系統：使用靴式法拉第杯或多接收器設計，提高同位素收集效率和純度。

4.應用與技術進步

• 曆史應用：二戰期間用于生産原子彈原料²³⁵U（如“小男孩”原子彈）。
• 現代發展：中國原子能科學研究院的EMIS-170裝置是當前重要設備，可分離28種元素的131種同位素，尤其在穩定同位素（如Rb、K）生産中具有不可替代性。
• 技術優化：新型系統通過多電荷态離子源、并聯磁鐵設計等，降低能耗并提升豐度與純度。

5.局限性

傳統設備因體積大、能耗高，逐漸被氣體擴散法、離心法替代，但在高純度特種同位素制備中仍具優勢。

如需進一步了解具體技術參數或曆史案例，可參考相關專利文獻及科研機構公開資料。

分類

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