【有效分离氘气 为可控核聚变提供潜在燃料】
采访人员近日从西交利物浦大学了解到 ， 该校与英国利物浦大学合作 ， 在可控核聚变领域取得突破 ， 研究出一种可有效获取高纯度氘的材料 。 相关成果近日在国际学术期刊《科学》发表 。
据西交利物浦大学化学系丁理峰博士介绍 ， 可控核聚变是一种绿色能源 ， 但如何找到稳定的可控核聚变燃料 ， 仍是一个具有挑战性的课题 。
氢的同位素——氘 ， 就是一种潜在的可控核聚变燃料 ， 但氘在自然界中的浓度很低 。 “通常 ， 高纯度、高浓度的氘是通过分离‘氢—氘’混合气体来获得的 ， 但目前实现这种分离的技术能耗大、效率低、价格昂贵 。 ”丁理峰说 。
由英国皇家学会会士、利物浦大学教授安德鲁·库珀带领的中英联合团队设计出一种新材料 ， 它能通过一种被称为“动态量子筛分”的过程 ， 将氘气体从混合气体中有效地分离出来 。
丁理峰和他的博士生杨思源为分离过程的理论建模作出了重要贡献 。 与一般实验化学需要瓶瓶罐罐的试剂不同 ， 计算化学主要依靠高性能超级计算机 ， 通过计算机模型来研究分子层面的“氢—氘”分离过程 ， 找出这种材料具备优秀性能的原因 。
“这是一种混合多孔有机笼状材料 ， 它能从混合气体中选择氘分子并大量吸附 ， 是一种经济高效的解决方案 。 ”丁理峰说 ， “分子模型有助于确定后续实验方向 ， 从而开发出更好的分离材料 。 ”
据了解 ， 除了用作可控核聚变的燃料 ， 氘还被广泛运用于其他科学研究中 ， 包括非放射性同位素追踪、中子散射技术以及制药等领域 。
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