有效分離氘氣 為可控核聚變提供潛在燃料

【有效分離氘氣 為可控核聚變提供潛在燃料】

有效分離氘氣 為可控核聚變提供潛在燃料



采訪人員近日從西交利物浦大學了解到 , 該校與英國利物浦大學合作 , 在可控核聚變領域取得突破 , 研究出一種可有效獲取高純度氘的材料 。 相關成果近日在國際學術期刊《科學》發表 。
據西交利物浦大學化學系丁理峰博士介紹 , 可控核聚變是一種綠色能源 , 但如何找到穩定的可控核聚變燃料 , 仍是一個具有挑戰性的課題 。
氫的同位素——氘 , 就是一種潛在的可控核聚變燃料 , 但氘在自然界中的濃度很低 。 “通常 , 高純度、高濃度的氘是通過分離‘氫—氘’混合氣體來獲得的 , 但目前實現這種分離的技術能耗大、效率低、價格昂貴 。 ”丁理峰說 。
由英國皇家學會會士、利物浦大學教授安德魯·庫珀帶領的中英聯合團隊設計出一種新材料 , 它能通過一種被稱為“動態量子篩分”的過程 , 將氘氣體從混合氣體中有效地分離出來 。
丁理峰和他的博士生楊思源為分離過程的理論建模作出了重要貢獻 。 與一般實驗化學需要瓶瓶罐罐的試劑不同 , 計算化學主要依靠高性能超級計算機 , 通過計算機模型來研究分子層面的“氫—氘”分離過程 , 找出這種材料具備優秀性能的原因 。
“這是一種混合多孔有機籠狀材料 , 它能從混合氣體中選擇氘分子并大量吸附 , 是一種經濟高效的解決方案 。 ”丁理峰說 , “分子模型有助于確定后續實驗方向 , 從而開發出更好的分離材料 。 ”
據了解 , 除了用作可控核聚變的燃料 , 氘還被廣泛運用于其他科學研究中 , 包括非放射性同位素追蹤、中子散射技術以及制藥等領域 。

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