德国HZDR与莱比锡大学团队首次实现氕氘氚分离
2026-08-10 13:59
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维度网讯,近日,德国亥姆霍兹德累斯顿—罗森多夫研究中心、莱比锡大学、马克斯·普朗克研究所等机构组成的团队公布氢同位素分离实验结果。研究人员在约83开尔文下,将氕、氘和氚的等比例混合气体通入银离子交换Y型沸石,利用选择性吸附富集氚,为聚变装置尾气中的燃料回收提供了新的材料方案。

实验采用1.7毫克沸石样品,混合气体总压为1千帕,吸附时间10分钟。原始气体中三种同位素比例为1∶1∶1,吸附后的氕、氘、氚摩尔比达到1∶41∶175。二元混合实验测得氚对氕的选择性为244,氘对氕及氚对氘的选择性分别为29和4.2。

分离过程利用银离子位点与不同质量氢同位素之间的吸附能差异,较重的氚与银离子结合更强,可在升温脱附时与氕、氘分开。工作温区可由液氮制冷覆盖,与需要更低温度的深冷精馏相比,这一路径有望降低聚变燃料循环中的制冷负荷。

样品接触氚4小时后,研究人员未发现脱附性能变化,但当前结果仍来自毫克级、低压间歇实验。连续流分离能力、循环寿命、材料装填规模及含氚系统的安全设计尚待验证,因此该成果现阶段属于氚分离材料的实验室验证,尚未形成聚变燃料循环设备。

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