isotope separation
研究同一元素的不同同位素之间的分离,被分离的同位素应属同一原子序数的同一元素,例如235U和238U的分离,1H、2D、和3T间的分离。
按以上定义,不论该同位素是稳定的还是放射性的,是天然的还是人工制造的,只要被分离的同位素属同一元素,这种分离过程都属于同位素分离的范畴。
同一元素的各种同位素有相同的核内质子数和核外电子数,故其化学性质极为相似,分离难度很大。但它们的核内中子数不同,因而其原子量不同,这就引起同位素或其分子在热力学性质上的差异,利用同位素间在物理性质和化学性质上的细微差别,可以达到分离的目的。
同位素分离方法可分为四类:
(1)直接利用同位素质量差别,如电磁分离,离心分离;
(2)利用平衡分子传递性质的差别;如扩散、热扩散、离子迁移,分子蒸馏;
(3)利用热力学性质上的差别(化学平衡和相平衡),如精馏、化学交换、萃取、吸收、吸附、离子交换、结晶;
(4)利用同位素化学反应动力学性质上的差别,如电解、光化学分离(包括激光分离)。
实践表明,前两类适用于重元素分离,后两类对轻元素的同位素分离比较有效。