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中英科學家可控核聚變領域獲新突破:可有效獲取高純度氘材料

記者7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?!巴ǔ?,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?!倍±矸逭f。

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?!倍±矸逭f,“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?!?/p>

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。

西交利物浦大學位于江蘇蘇州,2006年由西安交通大學與英國利物浦大學合作創辦。


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