塔斯社6月11日消息，托木斯克國立大學(xué)的科學(xué)家們提出了一種新的同位素分離技術(shù)。該校新聞處向塔斯社透露，該技術(shù)基于在低溫和外部加速場作用下，使同位素混合物以氣體形式流經(jīng)多層(多屏障)膜，能夠從氣相物質(zhì)中分離出最需要的粒子，例如鈾同位素。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、托木斯克國立大學(xué)力學(xué)與數(shù)學(xué)學(xué)院教授米哈伊爾·布邊奇科夫(音譯，原文為Bubenchikov)表示，當(dāng)前整個(gè)文明世界都在努力尋找替代能源。這類能源一方面不會枯竭，另一方面比化石燃料能源更環(huán)保。為解決這一問題，他們提出了低溫電擴(kuò)散分離各種物質(zhì)同位素的技術(shù)。

與外國科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)不同，托木斯克國立大學(xué)將膜篩分與電熔和低溫分離相結(jié)合，顯著提高了提取所需同位素的效率。因?yàn)槿舨贿M(jìn)行分離，許多不必要的元素會穿過膜。由于將原子冷卻至波態(tài)，波的特性優(yōu)于經(jīng)典粒子的特性，同位素不再以物質(zhì)形式表現(xiàn)，而是以光的形式表現(xiàn)，從而可通過多層膜進(jìn)行選擇性篩選。

布邊奇科夫解釋稱，這可通過低溫實(shí)現(xiàn)，例如低至約4開爾文(零下269攝氏度)，即液氦冷卻的溫度。此外，用于粒子穿過的屏障，如石墨烯板，必須具有亞納米級孔徑。為穩(wěn)定分離，必須排除層間吸附，同位素不應(yīng)被卡住，因此它們必須帶電荷并由外場加速。當(dāng)溫度升高時(shí)，粒子會恢復(fù)先前特性。

預(yù)計(jì)借助這項(xiàng)新技術(shù)，能夠選擇性地分離工業(yè)上最需要的同位素，主要是鈾 - 238和鈾 - 235同位素，它們是核能的基礎(chǔ)。此外，新技術(shù)還有助于識別氦 - 3同位素，而氦 - 3是熱核反應(yīng)堆的必要原料。

氦 - 3在地球上以游離態(tài)存在但數(shù)量極少，不過它可在鈾和釷等重元素的放射性衰變過程中形成。新技術(shù)能夠在天然氣深度分離過程中提取所需數(shù)量的氦 - 3，用于建造熱核反應(yīng)堆。

布邊奇科夫進(jìn)一步解釋，氦 - 3在熱核反應(yīng)中比氫強(qiáng)1000倍，氫在太陽核心的熱核聚變中轉(zhuǎn)化為氦，從而提供太陽能。熱核反應(yīng)堆是全球能源的未來，迄今地球上只有少數(shù)幾座這樣的反應(yīng)堆，其獨(dú)特之處在于熱核聚變過程中原子核會合并并釋放出巨大能量。

值得一提的是，北方核電站和西伯利亞化學(xué)聯(lián)合體位于托木斯克州，因此用于實(shí)施該技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施已部分存在。目前，托木斯克國立大學(xué)材料與材料學(xué)院(MMF)的科學(xué)家正在俄羅斯科學(xué)基金會的支持下，實(shí)施“在加速外場作用下同位素在亞納米多孔二維分子結(jié)構(gòu)層狀復(fù)合物中低溫隧道遷移的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)建模”項(xiàng)目。