《光化學法87Rb同位素濃縮的關鍵問題研究》是依託清華大學，由范鳳英擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：光化學法87Rb同位素濃縮的關鍵問題研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：范鳳英
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
同位素分離是獲取核燃料和軍用核材料的重要方法，對國民經濟和國防建設有重要作用。對某些同位素，探索更為經濟性的分離方法意義重大。光化學法是同位素分離研究的重要方法，反應劑氣體優選是光化學法同位素分離研究的關鍵，它對分離效率的提高至關重要。針對光化學法分離研究中所面臨的重點和難點，本項目提出以Rb原子為研究對象，針對幾種典型的反應劑氣體，將光化學反應實驗研究與光譜測量技術相結合，對影響分離效率和分離係數的重要物理參數 (基態反應速率和激發態反應速率) 進行全面、深入、細緻地研究，進一步對光化學Rb同位素分離效果作出評價。理論上建立光化學反應激發動力學模型，採用實驗與理論相結合的研究路線，將光化學法分離機理研究進一步推向深入。在本研究基礎上，進一步檢驗該分離方法的可拓展性，為我國發展新型同位素分離裝置提供必要的理論實驗指導和技術儲備。
結題摘要
雷射同位素分離方法 (Laser Isotope Separation, LIS) 是一種特殊的核技術，該分離方法基於其低能耗、分離係數高、分離裝置規模小等優點，對於獲取軍用核材料是一種具有潛在優勢的同位素分離方法。但由於同位素分離相關核心技術非常敏感，世界上主要技術擁有國家對其嚴格保密。目前，化學性質活潑的鹼金屬元素Rb, Li，Cs等同位素，在核能工業以及科技科研發展領域的套用和需求也在不斷增長，高豐度87Rb同位素在精密譜學測量以及衛星定標方面發揮著重要作用。而傳統的同位素分離方法，如離心法，由於鹼金屬元素化學性質活潑，很難找到合適的穩定氣態化合物，該分離方法無法勝任。本項目針對Rb同位素，採用光化學分離法對87Rb濃縮的關鍵問題進行了研究，對反應劑氣體選擇、“正分離法”和“負分離法”主要物理參數對分離效率的影響等進行了理論和實驗研究。理論方面建立了光化學反應分離物理模型，考慮Rb同位素超精細結構下，分別討論了“正分離”和“負分離”情況下物理參數對分離效果的影響規律，對實驗研究給出了重要指導。實驗方面設計並建立了光化學法銣同位素分離實驗裝置，對載體氣體和反應劑氣體流速流量控制、蒸發溫度控制、以及光譜監測系統等對分離效果進行了實驗研究。通過開展光化學法銣同位素分離研究相關工作，解決了分離中一些核心技術問題，我們作為國內首家對光化學分離方法進行研究的單位，對光化學分離原理和方法進行了初步探索，為未來發展具有潛在套用前景的同位素分離方法及完善目前還未成熟的同位素分離技術奠定了良好基礎，對於提升我們自身研究水平，鍛鍊隊伍，為國家分離事業培養人才等都有重要意義。
