报告摘要
硼同位素的需求与研发生产
硼有两种稳定同位素:硼-10和硼-11。由于它们在自然界中的含量以及对中子吸收性能的显著差异,导致了它们在不同领域的应用。各国在三次重大需求中对硼同位素的需求,引发了硼同位素富集技术的研发和工业生产的三次重要进展。
本报告主要介绍了世界各国在前两次重大需求(原子弹、核潜艇)背景下,面临的挑战以及当时硼同位素富集技术的研发情况。报告还分析了因需求变化而对硼同位素富集工艺的选择与优化,以及各国在硼同位素富集工业生产中的实践。对各种硼同位素富集工艺进行了分类和比较分析。
接着,报告着重探讨了研究硼同位素富集应遵循的基本原则,分析了影响硼同位素工业生产成本的主要因素。对目前主流的硼同位素富集工艺——化学交换精馏法,进行了归类和详细的比较分析,并提出了对其进行化学交换反应的机理推测,同时指出在该机理作用下进行富集硼同位素过程中需要解决的所有关键性问题。同时,报告还介绍了各国在硼同位素富集领域的前沿研发工作。
最后,面对当前的第三次重大需求(第三代核电、核医药、高端芯片、航天材料等),报告展示了国内硼同位素富集工业生产所呈现的现状,指出了在这一领域面临的挑战与瓶颈,并展望了硼同位素富集技术的发展方向。
报告人简介
周文辉,理学博士,副研究员。曾在湖南湘江涂料集团有限公司和湖南科技大学工作,2013年6月毕业于北京理工大学无机化学专业,获博士学位。现任职于中国原子能科学研究院,核技术综合所特种材料研究室,专注于硼同位素富集及其应用的研发。主持的项目“三氟化硼-10制备硼-10酸新方法”在2023年9月中核集团第二届科技创新大赛主体赛中荣获二等奖。