德国HZDR与莱比锡大学团队首次实现氕氘氚分离

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。