以三氯化硼为介质离心分离硼同位素

为了实现硼同位素的分离制备,采用气体离心法,以三氯化硼为工作介质进行离心分离研究。通过单机分离实验,对三氯化硼样品进行质谱分析,得到不同供料流量、分流比条件下的基本全分离系数,并在此基础上进行富集硼-10的离心分离级联计算。结果表明,以三氯化硼为工作介质离心分离硼同位素可行;三氯化硼的基本全分离系数可达1.08;使用30级矩形级联或60级相对丰度匹配级联一次分离可以获得丰度大于60%的硼-10同位素产品,二次分离可以获得丰度大于90%的硼-10同位素产品。该研究的开展可为离心法生产高丰度硼同位素产品提供参考。     

以正辛烷为介质离心分离碳同位素

以正辛烷(C₈H₁₈)为分离介质,利用离心机进行了一系列单机分离实验,研究了其单机分离性能。通过质谱分析,得到了不同供料压强、滞留量下的基本全分离系数、分流比等单机参数：基本全分离系数接近或大于1.10,最高可达1.13。在单机实验数据的基础上,采用相对丰度匹配级联（MARC）的计算模型,对正辛烷离心分离级联的参数进行了初步估算,估算结果显示,采用联级分离可将¹³C浓缩至约11%。     

以七氟丙烷为介质离心分离碳同位素

以七氟丙烷（C₃HF₇）为分离介质,通过气体离心法研究碳同位素的分离制备。利用国产气体离心机开展单机离心分离实验,通过气体质谱仪分析C₃HF₇样品,计算不同工况条件下的分离系数和单机分离功率,分离系数可达1.12。在单机实验结果的基础上,采用相对丰度匹配级联（MARC）模型,对富集¹³C的生产进行级联计算。选取分离功率最大的实验工况作为计算参数,通过三次级数分别为30、60、75的级联分离,可以将¹³C的丰度从天然丰度富集至30%以上。综合考虑单机实验和级联计算的结果,以C₃HF₇为介质离心分离碳同位素可行。     

以四氯化钛为介质离心分离钛同位素

为了实现钛同位素的分离制备,采用气体离心法,开展了以四氯化钛为工作介质的离心分离研究。通过对工作介质四氯化钛的组分分析,开展单机离心分离实验,得到四氯化钛的基本全分离系数达到1.08的单机工况,并在此基础上进行钛同位素的离心分离级联计算,得到矩形级联、相对丰度匹配级联(MARC级联)的设计参数。该研究的开展确定了气体离心法分离钛同位素的可行性,可为气体离心法生产钛同位素产品提供参考。     

以氟利昂-11为介质离心分离碳和氯同位素

为同时获得高丰度的碳-12和氯-35同位素,以氟利昂-11(CCl_3F)作为分离介质,采用气体离心法分离同位素。使用国产离心机开展碳和氯同位素的单机分离,采用质谱法分析分离性能。通过对生产高丰度碳-12和氯-35同位素的级联理论计算表明,使用总级数为24级、供料级为第3级的取料端有回流的矩形级联可以同时获得丰度大于99%的碳-12和氯-35同位素。实验结果和级联计算为高丰度碳-12和氯-35同位素的制备提供依据,该方法理论上也可用于高丰度碳-13和氯-37同位素的制备。     

以四氟化锗为介质离心分离72Ge同位素技术研究

为研究气体离心法分离⁷²Ge同位素的技术,以四氟化锗（GeF₄）为分离介质,通过理论计算,探索通过短级联浓缩法生产⁷²Ge的可能性。计算结果表明,使用相对丰度匹配级联（matched abundance ratio cascade, MARC）模型,两次分离后可以得到丰度高于55%的⁷²Ge。在实验室现有的离心级联上,采用21级阶梯级联的结构,通过调整级联内部工况和外参量,对级联分离性能进行优化。经过两次分离实验后,最终得到⁷²Ge丰度高于60%的产品。     

以二氧化碳为介质扩散分离碳同位素的可行性研究

为进一步提高气体扩散法分离¹³C同位素的效率,在前期初步实验的基础上,开展单级扩散分离参数优化实验研究,并进行高丰度¹³C同位素制备的级联方案初步设计。在相对优化的实验参数条件下,气体扩散分离二氧化碳的基本全分离系数可以达到1.01以上。对单级分离实验数据进行计算,初步拟合出供料流量与膜前后压强的函数关系。采用多元分离理论对扩散分离二氧化碳进行级联分析计算,以天然二氧化碳为原料,可通过两次级联分离获得高丰度¹³C同位素。第一次阶梯级联分离的重馏分¹³C同位素丰度大于42%,并将其作为第二次阶梯级联分离的供料,第二次阶梯级联分离的轻馏分¹³C同位素丰度大于90%。     

以三氯化硼为介质离心分离硼同位素

为了实现硼同位素的分离制备,采用气体离心法,以三氯化硼为工作介质进行离心分离研究。通过单机分离实验,对三氯化硼样品进行质谱分析,得到不同供料流量、分流比条件下的基本全分离系数,并在此基础上进行富集硼-10的离心分离级联计算。结果表明,以三氯化硼为工作介质离心分离硼同位素可行;三氯化硼的基本全分离系数可达1.08;使用30级矩形级联或60级相对丰度匹配级联一次分离可以获得丰度大于60%的硼-10同位素产品,二次分离可以获得丰度大于90%的硼-10同位素产品。该研究的开展可为离心法生产高丰度硼同位素产品提供参考。     

离心法制备稳定同位素综述

稳定同位素被广泛应用于核能、公共安全、环境、工业、农业、医学以及基础研究等不同领域。稳定同位素分离方法有电磁法、气体扩散法、热扩散法、蒸馏法、化学交换法、激光法以及气体离心法等。随着离心分离技术的发展和成熟,越来越多的稳定同位素采用离心法来分离。本文首先对稳定同位素进行了统计和分析,然后对离心法分离稳定同位素的基本原理、技术特点、国内外主要研发情况进行了重点阐述,最后对离心分离稳定同位素技术国内外目前存在的差距进行了分析。     

以乙醇为介质气体扩散法分离碳同位素的可行性研究

碳-13作为同位素示踪技术的标记物,应用广泛,市场需求呈上升趋势。为探索碳-13同位素的分离方法,开展以乙醇为介质的气体扩散分离实验,并在单级实验的基础上进行级联计算。单级分离实验的结果表明,在现有的实验条件下,气体扩散法分离乙醇的基本全分离系数可达1.0089,以乙醇为介质扩散分离碳同位素可行。通过级联计算可知,以天然乙醇为原料,结合分离的可行性和经济性,经过一次矩形级联或相对丰度匹配级联分离,能够得到碳-13同位素丰度大于25%的重组分。如能将碳-13同位素丰度大于25%的乙醇转化为合适形态的碳化合物,可再进一步分离得到更高丰度的碳-13同位素。     

离心分离大质量数差混合物的实验研究方法

为探究混合物离心分离性能,提出了使用易于分离的气体介质进行实验研究的方法,选取全氟甲基环己烷（C₇F₁₄）/六氟化硫（SF₆）、C₇F₁₄/氙气（Xe）、一氟三氯甲烷（CCl₃F）/乙烯（C₂H₄）气体混合物作为离心分离介质,开展了分离实验。利用分馏装置分别得到了精、贫料中的各组分气体含量,结合质谱分析结果,得到了各组分气体的基本全分离系数与混合物的全净化系数。结果表明：此方法可方便分离轻重气体混合物,针对二元混合物离心分离,能给出全净化系数和各自组分的基本全分离系数,可用于混合物离心分离性能的实验研究。     

以乙醇为介质气体扩散法分离碳同位素的可行性研究

碳-13作为同位素示踪技术的标记物,应用广泛,市场需求呈上升趋势。为探索碳-13同位素的分离方法,开展以乙醇为介质的气体扩散分离实验,并在单级实验的基础上进行级联计算。单级分离实验的结果表明,在现有的实验条件下,气体扩散法分离乙醇的基本全分离系数可达1.0089,以乙醇为介质扩散分离碳同位素可行。通过级联计算可知,以天然乙醇为原料,结合分离的可行性和经济性,经过一次矩形级联或相对丰度匹配级联分离,能够得到碳-13同位素丰度大于25%的重组分。如能将碳-13同位素丰度大于25%的乙醇转化为合适形态的碳化合物,可再进一步分离得到更高丰度的碳-13同位素。     

用于氢同位素分离的置换色谱分离材料的研究进展

置换色谱法是一种较有优势的氢同位素分离方法,而分离材料的性能是决定置换色谱法分离效果的一个关键因素。目前研究的置换色谱分离材料包括钯材料和很多非钯材料。钯虽然价格昂贵,但由于其出色的分离性能而难以用廉价金属或合金来替代。本文简要介绍了置换色谱法分离氢同位素的原理,重点介绍了几种置换色谱含钯分离材料(纯钯、载钯硅藻土、载钯氧化铝、钯铂合金等)的性能,初步分析了置换色谱分离材料的发展方向。