電磁型同位素分離器是什麼意思？英文翻譯以專業解釋、例句

英語翻譯：

【化】 calutron

分詞翻譯：

電磁的英語翻譯：

electromagnetism
【醫】 electromagnetism

型的英語翻譯：

model; mould; type
【醫】 form; habit; habitus; pattern; series; Ty.; type
【經】 type

同位素分離的英語翻譯：

【化】 isotope fractionation; isotope separation

器的英語翻譯：

implement; organ; utensil; ware
【醫】 apparatus; appliance; crgan; device; organa; organon; organum; vessel

專業解析

電磁型同位素分離器（Electromagnetic Isotope Separator）是一種基於帶電粒子在電磁場中運動軌迹差異實現同位素分離的高精度設備。其核心原理為：将電離後的同位素混合物注入均勻磁場中，不同質量的離子因洛倫茲力作用産生不同曲率半徑的偏轉，從而實現質量分離。

該設備主要由三部分組成：

1. 離子源系統：通過高頻放電或電子轟擊使樣品電離，産生帶正電的同位素離子束（如鈾-235與鈾-238）；
2. 電磁分離腔：采用扇形磁場設計，磁場強度範圍通常為0.5-2特斯拉，離子軌迹滿足公式： $$ r = frac{mv}{qB} $$ 其中$r$為偏轉半徑，$m$為離子質量，$v$為速度，$q$為電荷量，$B$為磁感應強度；
3. 收集裝置：在磁場出口處設置精密狹縫與接收闆，按計算軌迹分别捕獲目标同位素。

該技術最早由歐内斯特·勞倫斯於1941年提出，在曼哈頓計劃中被規模化應用於鈾濃縮，現仍用於醫學同位素（如钼-99）和科研用穩定同位素制備。國際原子能機構（IAEA）技術報告指出，現代電磁分離器的同位素豐度可達99.99%，但能耗較高，適用於小批量高價值同位素生産。

網絡擴展解釋

電磁型同位素分離器是一種利用電磁場對同位素進行分離的設備，其核心原理是通過電場和磁場的協同作用，使不同質量的同位素離子發生差異化的運動軌迹，從而實現分離。以下從定義、原理、應用及發展等方面進行詳細說明：

一、定義與分類

電磁型同位素分離器（英文名Calutron，源自加利福尼亞大學回旋加速器），主要分為兩類：

1. 連續式：適用於大規模同位素分離，如核能工業中的鈾濃縮。
2. 脈沖式：多用於實驗室研究或小規模生産。

二、工作原理

1. 電離與加速：将樣本電離成帶電離子，并通過高壓電場加速。
2. 磁場偏轉：加速後的離子進入磁場，因質量不同導緻偏轉半徑差異。質量較大的同位素偏轉較小，最終撞擊到不同位置的收集闆。
3. 分離公式：離子在磁場中的運動軌迹滿足關系式： $$ r = frac{mv}{qB} $$ 其中，( r )為偏轉半徑，( m )為離子質量，( v )為速度，( q )為電荷量，( B )為磁場強度。

三、應用領域

• 核能：曆史上用於曼哈頓計劃中鈾-235的濃縮。
• 醫學與科研：生産高豐度穩定同位素（如铷、鉀），用於放射性藥物研發。
• 材料科學：制備高純度材料，提升半導體等工業産品的性能。

四、技術發展

• 早期技術：1940年代基於回旋加速器原理設計，分離效率較低。
• 現代改進：新型系統采用分立的電離、分離和收集子系統，例如中國EMIS-170裝置通過優化離子源和磁分析器，顯著提高同位素豐度并降低雜質含量。

五、挑戰與前景

當前技術仍面臨能耗高、成本昂貴等問題，但通過磁鐵真空室設計優化和數字化控制（如西門子TIA博途軟件的應用），未來有望拓展其在環保、新能源等領域的應用。

如需進一步了解具體案例或技術細節，可參考行業報告或專利文獻。

分類

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