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硼-10同位素技術(shù)突破:生產(chǎn)工藝革新與應(yīng)用前景廣闊
時(shí)間:2025-04-08 查看:213

【導(dǎo)語】

近日,中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所聯(lián)合多家高校及企業(yè),在硼-10同位素(1?B)的高 效提純與規(guī)?;a(chǎn)領(lǐng)域取得重大突破。這一進(jìn)展不僅推動(dòng)了核能、醫(yī)療等傳統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)升級,還為半導(dǎo)體、新能源等新興產(chǎn)業(yè)提供了關(guān)鍵材料支持。硼-10技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化浪潮正在全球掀起。




一、技術(shù)工藝:從實(shí)驗(yàn)室走向規(guī)?;?/span>

-10是天然硼元素中豐度僅約20%的稀有同位素,因其獨(dú)特的中子吸收能力,成為核反應(yīng)堆控制棒、輻射屏蔽材料的核心成分。然而,傳統(tǒng)提純工藝成本高昂且效率低下,長期制約其大規(guī)模應(yīng)用。

1. 氣體離心法升級

研究團(tuán)隊(duì)通過優(yōu)化三氟化硼(BF3)氣體離心分離工藝,采用新型復(fù)合材料轉(zhuǎn)筒,將單次分離效率提升30%,同時(shí)降低能耗。據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王華教授介紹:“新工藝可使硼-10同位素的豐度達(dá)到99.9%以上,純度滿足核級應(yīng)用需求?!?/span>

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圖為嘉遠(yuǎn)工廠實(shí)拍,禁止轉(zhuǎn)載

2. 綠色工藝探索

為減少化學(xué)廢棄物,電解還原法、激光同位素分離等新技術(shù)進(jìn)入試驗(yàn)階段。清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)利用離子液體電解硼酸鹽,初步實(shí)現(xiàn)低能耗提純,未來或顛覆現(xiàn)有生產(chǎn)模式。




二、應(yīng)用場景:從“核能基石”到“抗癌利器”

隨著提純技術(shù)的成熟,硼-10的應(yīng)用邊界不斷拓展,成為多領(lǐng)域交叉創(chuàng)新的“明星材料”。

1. 核能安全與第 四 代反應(yīng)堆

在高溫氣冷堆、熔鹽堆等第 四 代核能系統(tǒng)中,含硼-10的碳化硼陶瓷被用作控制棒核心材料。中國某核電企業(yè)透露,國產(chǎn)化硼-10組件的使用使反應(yīng)堆中子經(jīng)濟(jì)性提升15%,年運(yùn)維成本減少數(shù)億元。

2. 癌癥精準(zhǔn)治療(BNCT技術(shù))

硼中子俘獲療法(BNCT)利用硼-10靶向聚集腫瘤細(xì)胞,通過中子照射釋放高能粒子精準(zhǔn)殺癌。2023年,中國首 個(gè)BNCT臨床中心在廈門建成,治療膠質(zhì)瘤、黑色素瘤等療效顯著。專家預(yù)測,隨著國產(chǎn)硼-10藥物獲批,治療費(fèi)用有望從30萬元/療程降至10萬元以內(nèi)。

3. 半導(dǎo)體與中子探測

在半導(dǎo)體領(lǐng)域,硼-10摻雜可提升碳化硅功率器件的耐輻射性能;其高靈敏度中子響應(yīng)特性,還被用于核電站輻射監(jiān)測、海關(guān)反恐探測設(shè)備。

4. 深空探索與儲能材料

-10基復(fù)合材料因其輕質(zhì)和高抗輻射性,被納入中國深空探測器的屏蔽層設(shè)計(jì)方案;此外,其在新型硼氫化物儲氫材料中的潛力也引發(fā)學(xué)界關(guān)注。




三、挑戰(zhàn)與未來:成本、標(biāo)準(zhǔn)與全球競合

盡管前景廣闊,硼-10技術(shù)仍面臨挑戰(zhàn):

生產(chǎn)成本高99%純度硼-10價(jià)格上漲,需進(jìn)一步降本;

標(biāo)準(zhǔn)缺失:醫(yī)療、核能等領(lǐng)域缺乏統(tǒng)一純度標(biāo)準(zhǔn),制約市場推廣;

國際競爭加劇:美、俄、日等國加速布局,中國需加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新。

對此,國家同位素工程技術(shù)研究中心提出“三步走”戰(zhàn)略:2025年前實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化,2030年建成萬噸級硼產(chǎn)品深加工基地,并牽頭制定國際標(biāo)準(zhǔn)。




【結(jié)語】
從核電站到手術(shù)臺,從太空到實(shí)驗(yàn)室,硼-10技術(shù)的革新正悄然改變多個(gè)產(chǎn)業(yè)圖景。隨著中國在提純工藝、應(yīng)用研發(fā)上的持續(xù)突破,這一“小元素”或?qū)⒊蔀椤按髧仄鳌北澈蟮年P(guān)鍵推手。未來,如何平衡技術(shù)自主性與全球化合作,將決定中國在這場高精尖競賽中的最終站位。



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【嘉遠(yuǎn)化工】五一勞動(dòng)節(jié)放假通知

尊敬的各位客戶:您們好!        感謝您一直以來對嘉遠(yuǎn)的信任。勞動(dòng)假期將至,根據(jù)國家節(jié)假日放假規(guī)定,并結(jié)合實(shí)際情況,現(xiàn)將節(jié)假期事宜做如下安排: 2025年5月1日-5月5日放假,共5天,5月6日(星期二)上班。為確保不影響您的正常生產(chǎn)計(jì)劃,請您根據(jù)以上時(shí)間和自身需要,提前做好節(jié)日前后備貨,不便之處、敬請諒解。祝大家度過一個(gè)快樂、平安的節(jié)日假期常州市嘉遠(yuǎn)化工有限公司行政部2025年4月 30 日

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2025-04-30

六氟系列產(chǎn)品科普:多領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵化合物

引言六氟化合物因氟原子獨(dú)特的電負(fù)性和化學(xué)穩(wěn)定性,在工業(yè)、電子、醫(yī)藥等領(lǐng)域具有不可替代的作用。本文聚焦七種重要的六氟產(chǎn)品——六氟丙烯、六氟丁二烯、六氟環(huán)氧丙烷、六氟異丙醇、六氟化硫、六氟化鉬、六氟銻酸鈉,解析它們的特性、應(yīng)用及安全性。一、六氟丙烯(C?F?)1. 基本性質(zhì)·無色氣體,化學(xué)性質(zhì)活潑,是合成含氟高分子材料的重要單體?!つ透邷?、耐腐蝕、低表面能。2. 核心應(yīng)用·氟橡膠與氟塑料:用于汽車密封圈、航空燃油管等耐高溫部件。·制冷劑:替代破壞臭氧層的傳統(tǒng)氟利昂(如HFCs)?!ず砻婊钚詣河糜谙琅菽⒎浪苛?。3. 注意事項(xiàng)·低毒性,但需避免吸入高濃度氣體。二、六氟丁二烯(C?F?)1. 基本性質(zhì)·無色氣體,化學(xué)結(jié)構(gòu)含共軛雙鍵,反應(yīng)活性高。·高電子親和力,適合作為蝕刻氣體。2. 核心應(yīng)用·半導(dǎo)體制造:用于先進(jìn)制程(如7nm以下)的等離子體蝕刻,精準(zhǔn)控制電路圖形?!ず酆衔锖铣桑褐苽涓咝阅芊鷺渲?。3. 環(huán)保優(yōu)勢全球變暖潛能(GWP)低于傳統(tǒng)蝕刻氣體(如CF?),助力綠色芯片生產(chǎn)。三、六氟環(huán)氧丙烷(C?F?O)1. 基本性質(zhì)·無色液體,含環(huán)氧基團(tuán)和六氟結(jié)構(gòu),兼具高反應(yīng)性與穩(wěn)定性。2. 核心應(yīng)用·全氟聚醚(PFPE)合成:用于航空航天潤滑劑、真空泵油等極端環(huán)境。·醫(yī)藥中間體:合成含氟藥物(如抗病毒、抗癌藥物)。3. 安全提示·對皮膚和眼睛有刺激性,需在通風(fēng)櫥中操作。四、六氟異丙醇(C?H?F?O)·無色液體,強(qiáng)極性溶劑,能與水和有機(jī)溶劑混溶。·含氟基團(tuán)賦予其獨(dú)特溶解性和低表面張力。2. 核心應(yīng)用·高分子材料溶劑:溶解尼龍、聚酰亞胺等難溶聚合物,用于紡絲或涂層?!ず舜殴舱瘢∟MR):作為氘代試劑的替代溶劑,提升譜圖分辨率?!めt(yī)藥合成:參與含氟手性化合物的制備。3. 注意事項(xiàng)·具有刺激性氣味,長期接觸需防護(hù)。五、六氟化硫(SF?)1. 基本性質(zhì)·無色無味氣體,絕緣性能極佳,化學(xué)惰性。2. 核心應(yīng)用·電力設(shè)備:高壓開關(guān)、氣體絕緣開關(guān)(GIS)的絕緣與滅弧介質(zhì)。·半導(dǎo)體:晶圓蝕刻與清洗?!めt(yī)療:眼科手術(shù)中的視網(wǎng)膜填充氣體。3. 環(huán)保挑戰(zhàn)·強(qiáng)效溫室氣體(GWP=23,500),需嚴(yán)格回收與替代技術(shù)(如C?氟酮)。六、六氟化鉬(MoF?)1. 基本性質(zhì)·無色晶體或氣體,強(qiáng)氧化性,易水解。2. 核心應(yīng)用·鉬沉積:化學(xué)氣相沉積(CVD)制備鉬薄膜,用于電子元件?!ず巳剂霞庸ぃ衡櫶峒冞^程中的氟化劑。3. 安全風(fēng)險(xiǎn)·遇水釋放有毒HF氣體,需嚴(yán)格防潮。七、六氟銻酸鈉(NaSbF?)1. 基本性質(zhì)·白色晶體,強(qiáng)路易斯酸性,穩(wěn)定性高。2. 核心應(yīng)用·催化領(lǐng)域:作為超強(qiáng)酸(如“魔酸”HSbF?)的組成部分,用于烷烴異構(gòu)化反應(yīng)?!る娀瘜W(xué):鋰電池電解液添加劑,提升電極穩(wěn)定性。3. 注意事項(xiàng)·具腐蝕性,操作需穿戴耐酸防護(hù)裝備。安全與環(huán)保總結(jié)毒性管理:多數(shù)六氟化合物具刺激性或毒性,需密閉操作與個(gè)人防護(hù)。溫室氣體替代:推動(dòng)SF?回收、開發(fā)低GWP蝕刻氣體(如C?F?)。廢棄物處理:含氟廢液需中和后處理,避免污染水源。結(jié)語從新能源電池到芯片制造,從航空航天到醫(yī)藥合成,六氟化合物憑借其“氟特性”成為現(xiàn)代工業(yè)的“隱形支柱”。未來,隨著綠色化學(xué)與低碳技術(shù)的發(fā)展,高效、低毒的六氟材料將引領(lǐng)更多創(chuàng)新突破。

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2025-04-28

科普新聞:硼-10酸的豐度與純度——核能領(lǐng)域的“雙生密碼”

在核反應(yīng)堆安全防護(hù)、癌癥治療等領(lǐng)域,一種名為“硼-10酸”的化合物正悄然扮演關(guān)鍵角色。然而,圍繞它的“豐度”與“純度”兩個(gè)指標(biāo),卻常令公眾困惑。這兩者究竟有何區(qū)別?為何科學(xué)家要像“雕琢鉆石”般嚴(yán)苛對待它們?本文將揭開這一科學(xué)謎題。一、同位素豐度:硼-10的“稀有度”競賽硼在自然界中并非“獨(dú)生子”,而是以兩種同位素形式共存:硼-10(1?B)和硼-11(11B),天然豐度分別為約19.1%和80.9%。兩者化學(xué)性質(zhì)幾乎相同,但核特性天差地別——硼-10對中子具有極強(qiáng)的“吞噬”能力,是核反應(yīng)堆控制棒、防輻射材料的核心成分。豐度(Isotopic Abundance)特指硼-10在總硼元素中的占比。例如,天然硼酸的硼-10豐度為19.1%,而核工業(yè)級硼-10酸需通過氣體離心法或化學(xué)交換法濃縮至96%以上。豐度每提升1%,其中子吸收效率可能呈指數(shù)級增長,堪稱“核能安全的第一道閘門”。二、化學(xué)純度:雜質(zhì)的“致命陷阱”如果說豐度是“質(zhì)量”的比拼,化學(xué)純度(Chemical Purity)則是“潔凈度”的較量。它衡量的是硼酸(H?BO?)中非硼物質(zhì)(如金屬離子、有機(jī)物、其他酸類)的含量。例如,試劑級硼酸純度可達(dá)99.999%,而工業(yè)級可能僅為99%。在硼中子俘獲治療(BNCT)中,純度不足的硼酸若含重金屬雜質(zhì),可能毒害患者細(xì)胞;在半導(dǎo)體制造中,鈉離子超標(biāo)會直接導(dǎo)致芯片性能劣化。因此,高純度需依賴重結(jié)晶、離子交換等精細(xì)工藝實(shí)現(xiàn)。三、豐度與純度:為何缺一不可?1核電站控制棒* 高豐度:確??焖傥罩凶?,防止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)失控。* 高純度:避免雜質(zhì)(如氯離子)腐蝕金屬包殼,釀成泄漏事故。2癌癥靶向治療(BNCT)* 高豐度:提升硼-10捕獲中子的概率,精準(zhǔn)殺死癌細(xì)胞。* 高純度:杜絕有毒雜質(zhì),保護(hù)健康組織。3半導(dǎo)體摻雜工藝* 特定豐度:調(diào)節(jié)硼-10/11比例可改變硅晶電導(dǎo)特性。* 超高純度:單顆塵埃就能毀掉整片晶圓。四、突破瓶頸:中國技術(shù)的“雙重突圍”長期以來,高豐度硼-10酸被歐美壟斷,價(jià)格高達(dá)每克數(shù)百美元。近年來,我國通過激光同位素分離技術(shù),將豐度提升至99%以上,同時(shí)采用超臨界流體提純,將雜質(zhì)控制在ppb(十億分之一)級。2023年,中核集團(tuán)宣布實(shí)現(xiàn)公斤級高豐度高純硼-10酸自主量產(chǎn),成本降低90%,為第四代核電站及BNCT設(shè)備國產(chǎn)化鋪平道路。結(jié)語:微觀世界的“精準(zhǔn)戰(zhàn)爭”從同位素豐度到化學(xué)純度,硼-10酸的“雙標(biāo)挑戰(zhàn)”折射出人類對物質(zhì)操控的極致追求。在原子與分子的尺度上,每0.1%的提升都可能改寫一個(gè)產(chǎn)業(yè)的命運(yùn)。未來,隨著量子計(jì)算、核聚變等領(lǐng)域的崛起,這場“精準(zhǔn)戰(zhàn)爭”只會愈演愈烈。而在這場戰(zhàn)爭中,科學(xué)家的每一克努力,都在為人類文明點(diǎn)亮新的可能。

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2025-04-25

國際產(chǎn)教聯(lián)盟高端商務(wù)研學(xué)日本站圓 滿落幕,探索中日產(chǎn)業(yè)協(xié)同新機(jī)遇

  2025年4月12日至16日,由國際產(chǎn)教聯(lián)盟主辦的【高端商務(wù)研學(xué)】-日本站活動(dòng)在日本東京、京都、大阪三地成功舉辦。此次5天4夜的行程匯聚了中日投資促進(jìn)中心權(quán)威專家、企業(yè)高管及行業(yè)領(lǐng) 袖,通過政企對話、前沿技術(shù)參訪、閉門研討及世博會前瞻考察,深度挖掘中日產(chǎn)業(yè)協(xié)同潛力,為參與者帶來了一場高規(guī)格的商務(wù)與思想盛宴。行程亮點(diǎn):政企鏈接與行業(yè)洞察首站東京,研學(xué)團(tuán)在國會官員的接待下,參與了“政企深度鏈接”高層對話,探討中日經(jīng)貿(mào)合作新方向。隨后的國際總裁班上,日本頂 尖商學(xué)院專家圍繞“科技創(chuàng)新賦能企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”展開分享,結(jié)合日本老齡化社會的成熟經(jīng)驗(yàn),為中國銀發(fā)經(jīng)濟(jì)與康養(yǎng)產(chǎn)業(yè)提供了可借鑒的范本。下午的商務(wù)研學(xué)分設(shè)兩大主題:康養(yǎng)與銀發(fā)經(jīng)濟(jì):參訪湘南機(jī)器人康復(fù)中心株式會社,體驗(yàn)全球領(lǐng) 先的“HAL”康復(fù)設(shè)備,探索智能技術(shù)如何賦能養(yǎng)老護(hù)理; 中企并購路徑:走進(jìn)日本Top1律所VERY BEST,獲取日本并購高頻行業(yè)趨勢、中企收購案例及2025年最新標(biāo)的私密盡調(diào)資料。 京都:經(jīng)營哲學(xué)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)實(shí)踐在京都,研學(xué)團(tuán)深入京瓷集團(tuán),系統(tǒng)學(xué)習(xí)稻盛和夫創(chuàng)立的“京瓷哲學(xué)”與“阿米巴經(jīng)營”理念,領(lǐng)悟倫 理導(dǎo)向與經(jīng)營效率結(jié)合的創(chuàng)新管理模式。下午轉(zhuǎn)戰(zhàn)松 下電器白色家電回收工場,副社長親自揭秘其99%高純度塑料分選技術(shù),展現(xiàn)ESG理念下循環(huán)經(jīng)濟(jì)的規(guī)?;瘜?shí)踐。大阪:銀發(fā)經(jīng)濟(jì)與世博前瞻行程收官于大阪,參訪大阪福祉銷售中心,全 面了解日本養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)的設(shè)備、系統(tǒng)及服務(wù)解決方案。作為壓 軸亮點(diǎn),研學(xué)團(tuán)獲2025大阪世博會組委會官方接待,提前洞察這一全球盛會的籌備進(jìn)展與商機(jī)。世博會預(yù)計(jì)吸引150個(gè)國家及地區(qū)參與,接待訪客超2800萬人次,為中日企業(yè)合作開辟全新窗口。高端資源賦能,開拓?zé)o限商機(jī)本次活動(dòng)全程由中日投資促進(jìn)中心專家?guī)ш?duì),涵蓋星 級酒店住宿、新干線交通及高規(guī)格商務(wù)宴請,確保參與者高 效對接頂 級資源。通過政企對話、閉門會議及一線企業(yè)參訪,不僅深化了對日本產(chǎn)業(yè)鏈與創(chuàng)新模式的理解,更為中日企業(yè)在康養(yǎng)、科技、并購等領(lǐng)域的合作搭建了橋梁。國際產(chǎn)教聯(lián)盟表示,未來將持續(xù)打造高端商務(wù)研學(xué)平臺,推動(dòng)全球產(chǎn)教資源互通,助力企業(yè)搶占前沿賽道,共贏未來。此次日本商務(wù)研學(xué)以思維碰撞激蕩創(chuàng)新動(dòng)能,以深度對話串聯(lián)產(chǎn)業(yè)前沿,不僅為參與者開啟了全球化戰(zhàn)略視野的新篇章,更以東方匠心精神與數(shù)字時(shí)代的共振之力,持續(xù)賦能亞太地區(qū)商業(yè)生態(tài)的迭代升級。未來,這場智慧交融的跨界對話將持續(xù)構(gòu)建中日協(xié)作網(wǎng)絡(luò),為全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇注入更多東方哲思與創(chuàng)新勢能。

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2025-04-22