氘气(D2)作为在高端产业具有战略意义的同位素气体,其纯度对于核能领域、半导体领域、生物医学等领域影响非常大,那么高丰度、高纯度的氘气是如何一步步提纯制备的呢?
(一)低纯度氘气
低纯度的氘气主要利用重水制备,这是氘气正常最基础的方法,与电解水制作氢气的原理一样,通过电解重水产生氘气,直接就能得到99%纯度的氘气,若需95%-98%纯度,可通过简易过滤去除大颗粒杂质后直接收集。这种方法适合小规模、低成本的低纯度氘气需求,就比如说基础工业试验。
(二)中纯度氘气
中纯度的氘气需达到99.5%~99.9%,一般都采用通过电解重水得到的低纯度氘气,通过提纯,比如经过低温吸附塔,利用活性炭、硅胶或分子筛等一些吸附剂吸附杂质,经此工艺处理后,氘气丰度可提升至99.5%-99.9%,适用于一般工业改性、普通光源制备等场景。
(三)高纯度氘气
高纯度氘气纯度可达4N-5N,需要在中纯度氘气的基础上进一步去除HD、H2等难分离杂质,通过热循环吸附+钯膜/金属氢化物法等组合工艺去除,最终得到99.99%-99.999%的高纯度氘气,这种氘气一般被广泛应用在半导体、常规科研等领域。
(四)超高纯度氘气(丰度≥99.9995%)
还有一种超高纯度的氘气,一般纯度在99.9995%以上,这种主要针对可控核聚变、高端医学诊断等核心场景,采用“液氢精馏法+多段组合提纯”的精密工艺,实现微量杂质的深度脱除。

氘气的使用及储存注意事项
氘气作为极易燃压缩气体,跟氢气一样在使用和存储的时候要严格遵守注意事项。:
(一)使用操作注意事项
使用时要在通风良好的环境下,而且原理热源、火花、明火及热表面等,设备要采用326L不锈钢材质,全程使用防爆设备及无火花工具,做好防静电处理。
(二)储存管理注意事项
要用符合GB 5099-2017标准的钢制无缝高压钢瓶,并且储存于干燥、阴凉、通风的库房,温度≤30℃,避免阳光直射,库房温度最高不超过50℃;禁止存放于地下室或半地下室内。
(三)应急处置注意事项
一旦泄露问题小量泄漏用干燥介质吸附,大量泄漏用雾状水稀释驱散。一旦出现燃烧情况要选用雾状水喷淋、二氧化碳或干粉灭火剂。



