孙启明，蹇丛徽，周明胜，裴 根

(清华大学 工程物理系，北京 100084)

目前，稳定同位素在医疗诊断、生物制药、量子通信等领域需求量日益增大，市场对稳定同位素的产品丰度和制备方法也提出了更高要求。其中，碳同位素主要应用于示踪领域，市场上销售的13C标记化合物有上万种。在医疗诊断领域，高丰度13C同位素主要以[13C]尿素的化学形态用于幽门螺旋杆菌的检测。幽门螺旋杆菌中含有尿素酶，当检测者服下[13C]尿素时，[13C]尿素在胃里被分解为13CO2，随后通过血液循环由肺部排出。通过检测呼出气体是否含有13CO2，从而判断是否感染幽门螺旋杆菌[1]。

碳元素有12C、13C两种稳定同位素，目前13C同位素的工业化生产方法为精馏法[2]。碳同位素的低温精馏技术一直被国外所垄断，我国尚未具备工业化生产高丰度13C同位素产品的能力。2017年，中广核技与上海化工研究院联合开展了国内生产13C同位素的示范工程研究，其工艺为CO低温精馏法[3]。13C同位素的天然丰度很低，仅为1.11%，要实现大幅度的丰度变化，在分离技术上难度很大。由于气体离心法能耗低、单级分离系数大，本研究采用气体离心法研究13C同位素的分离制备。

气体离心法是目前工业化生产铀同位素的主要方法，也能用于其他稳定同位素的分离[4-5]。其原理是利用不同相对分子质量的气体在离心力场中径向压强分布的差异，实现同位素组分之间的相对分离。经过气体离心法分离的物料与原料仅在丰度上有所差异，不影响其作为化学试剂回收使用。……