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我國成功掌握硼-10同位素規(guī)模化分離技術(shù)
2024年10月09日 11:59:46
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：5196
硼有兩種穩(wěn)定地同位素，分別是硼-10與硼-11。其中硼-10具有卓越的中子吸收特性，其對熱中子的吸收截面遠(yuǎn)高于自然豐度的硼和其他許多材料。因此，硼-10在核電站的安全和控制系統(tǒng)、中子計數(shù)管、治療癌癥等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】硼有兩種穩(wěn)定地同位素，分別是硼-10與硼-11。其中硼-10具有卓越的中子吸收特性，其對熱中子的吸收截面遠(yuǎn)高于自然豐度的硼和其他許多材料。因此，硼-10在核電站的安全和控制系統(tǒng)、中子計數(shù)管、治療癌癥等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
然而硼-10的制備過程卻存在諸多難點(diǎn)。一方面，硼-10同位素的提取和分離過程涉及復(fù)雜的物理和化學(xué)過程，其中較為主流的低溫精餾法對于反應(yīng)環(huán)境要求較高，因此硼-10同位素的提取和分離存在成本高昂的問題；另一方面，由于同位素之間的物理和化學(xué)性質(zhì)相似，因此很難實現(xiàn)高效的分離。這也導(dǎo)致了要保證分離出的硼-10同位素的純度達(dá)到要求十分困難，低效率和低純度也進(jìn)一步影響了硼-10的應(yīng)用效果和經(jīng)濟(jì)效益。
與此同時，技術(shù)的不成熟也間接導(dǎo)致了長期以來，我國在硼-10同位素分離技術(shù)方面依賴進(jìn)口，受到外部技術(shù)的制約，難以在高端領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。可就在最近，這種情況迎來了轉(zhuǎn)機(jī)，中核集團(tuán)中國原子能科學(xué)研究院的科研團(tuán)隊成功打通低溫精餾法分離硼-10同位素的全套工藝技術(shù)流程，能夠穩(wěn)定產(chǎn)出豐度達(dá)70%的富集硼-10產(chǎn)品。
據(jù)悉，該分離方法基于低溫精餾法。低溫精餾法是一種利用元素各同位素及其化合物的蒸氣壓有差別的原理來分離同位素的方法。在低溫條件下，不同同位素的化合物具有不同的蒸氣壓，通過精餾過程可以實現(xiàn)同位素的分離。工程團(tuán)隊經(jīng)過多年的不懈努力和集智攻關(guān)，創(chuàng)新性地研發(fā)了一整套硼-10同位素分離工藝，成功建立了低溫精餾法制備硼-10的全流程臺架裝置，為提升我國硼同位素規(guī)模化生產(chǎn)水平打下了堅實基礎(chǔ)。
而目前，硼-10同位素在材料科學(xué)、醫(yī)藥等領(lǐng)域也展示出了廣泛的應(yīng)用潛力。尤其是在治療某些類型的癌癥時，硼-10能夠吸收中子，從而在局部產(chǎn)生強(qiáng)大的放射性效應(yīng)，殺滅癌細(xì)胞。因此，從長期發(fā)展來看，掌握硼-10同位素規(guī)模化分離技術(shù)，一定程度上提升了我國的基礎(chǔ)科技實力，除了能夠進(jìn)一步保障核電安全，提升我國的國際競爭力外，對于相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展也有積極的推動作用，并且在促進(jìn)科研創(chuàng)新以及保障國家安全等方面都具有重要意義。
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