2020年6月23日，我國北斗三號全球系統(tǒng)“收官之星”發(fā)射圓滿成功，為全球服務(wù)提供了堅實基礎(chǔ)。作為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的“心臟”，銣鐘能夠為系統(tǒng)提供高穩(wěn)定的時間頻率基準(zhǔn)信號，是一個國家是否具備獨立發(fā)展導(dǎo)航系統(tǒng)能力的核心標(biāo)志之一。

銣鐘的精度決定了衛(wèi)星導(dǎo)航時間、位置的準(zhǔn)確度，若銣鐘存在1秒誤差，定位會偏離30萬公里。而其核心工作物質(zhì)——銣87同位素將直接影響到銣鐘的精度。這一關(guān)鍵物質(zhì)，正是由原子能院EMIS-170同位素電磁分離器提供的。這也是目前國內(nèi)唯一一臺尚在運行的大型同位素電磁分離裝置。

原子能院EMIS-170同位素電磁分離器

早在上世紀(jì)60年代，原子能院同位素電磁分離器就已建成投產(chǎn)，為我國國防事業(yè)作出過巨大貢獻(xiàn)。在運行四十多年后，由于多個關(guān)鍵器件老化嚴(yán)重，這臺同位素電磁分離器基本處于關(guān)停狀態(tài)。隨著國家提出發(fā)展“北斗”星載導(dǎo)航定位系統(tǒng)，對銣同位素的需求也愈加迫切。而對于分離銣同位素來說，電磁法是目前唯一可行的方法!

面向國家重大需求，2016年，原子能院同位素電磁分離技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊對同位素電磁分離器進(jìn)行了綜合技術(shù)改造，使其“重獲新生”。改造后的電磁分離器穩(wěn)定性顯著提高，可連續(xù)開機超過24小時，總體技術(shù)達(dá)國際先進(jìn)水平，為我國穩(wěn)定同位素分離提供了重要技術(shù)支撐。經(jīng)過多年攻關(guān)，同位素電磁分離技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊自主研發(fā)建立了國內(nèi)首個成熟可控的銣同位素分離工藝體系，首次分離出高豐度銣同位素，打破了國際壟斷，解決了“卡脖子”問題，同位素豐度和純度達(dá)國際先進(jìn)水平，助力北斗導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)成功，助推我國實現(xiàn)行業(yè)領(lǐng)先。基于此，原子能院取得了一系列創(chuàng)新成果，共授權(quán)發(fā)明專利30余項，其中2項專利獲中國專利獎;研制成果榮獲國防科技進(jìn)步三等獎和中核集團(tuán)科學(xué)技術(shù)獎二等獎。

原子能院同位素電磁分離技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊成員

十年來，立足“國內(nèi)唯一具備分離高豐度堿金屬能力單位”的定位，同位素電磁分離技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊不斷自主創(chuàng)新、優(yōu)化方法，推進(jìn)高豐度銣同位素在量子測量中的應(yīng)用。通過“制定優(yōu)化方案、獲取實驗數(shù)據(jù)、測試靈敏度、討論測試結(jié)果、優(yōu)化方案、再實驗”這一螺旋上升的方式，成功研制出高靈敏度堿金屬磁力儀實驗樣機，實現(xiàn)了微弱磁場的測量。

高靈敏度堿金屬磁力儀實驗樣機

面向人民生命健康，為積極響應(yīng)落實黨中央、國務(wù)院印發(fā)的《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》及國家原子能機構(gòu)等八部門聯(lián)合發(fā)布的《醫(yī)用同位素中長期發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》，原子能院致力于從源頭解決醫(yī)用同位素的分離技術(shù)問題，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，先后開展了電磁法分離高豐度鐿、鍶等可應(yīng)用于量子測量和核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的穩(wěn)定同位素關(guān)鍵技術(shù)研究。

針對豐度要求高、任務(wù)重、進(jìn)度緊等難題，同位素電磁分離技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊積極部署，高質(zhì)量、高效率地開展工作，力爭扭轉(zhuǎn)醫(yī)用同位素前體材料進(jìn)口依賴率100%的局面，建立成熟的譜系化醫(yī)用同位素前體材料分離工藝體系，為實現(xiàn)醫(yī)用同位素國產(chǎn)化打下基礎(chǔ)。

團(tuán)隊成員在同位素電磁分離器上開展研究

在過去的十年里，原子能院EMIS-170同位素電磁分離器開機時間屢創(chuàng)新高，實現(xiàn)了多種穩(wěn)定同位素的分離，為量子科技、核醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域急需的同位素材料作出重要貢獻(xiàn)。同時，原子能院深入開展了高分辨率束流輸運技術(shù)、強流離子源技術(shù)、高保持率接收技術(shù)研究，分離器技術(shù)不斷精進(jìn)。回首來路，眺望前方，核技術(shù)綜合研究所同位素電磁分離技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊將汲取奮斗力量，堅定歷史使命，在核科學(xué)技術(shù)發(fā)展的賽道上跑出更好的成績，以實際行動迎接黨的二十大勝利召開。