確保氣體同位素分裝質量的關鍵步驟  

氣體同位素分裝
一、分裝前的準備工作
1、設備檢查與校準
氣體同位素分裝設備，如氣體瓶、管道、閥門和壓力調節器，需要進行全面檢查。確

保鋼瓶材料符合要求，無裂紋、無腐蝕。例如，對于儲存氫同位素的鋼瓶，應使用特

殊的耐高壓和耐氫脆性材料制成的鋼瓶。閥門應檢查其密封性，可通過壓力試驗驗證。

壓力試驗通常持續數小時，觀察壓力是否下降。如果壓力下降范圍在允許范圍內（通

常小于設定壓力） 0.1%)，閥門密封良好。壓力調節器應校準到精確的壓力范圍，其

精度誤差應控制在精度誤差上±0.01MPa 在此范圍內，以保證氣體壓力在分裝過程中

的準確控制。
2、清潔處理
分裝設備的清洗非常重要。在分裝氣體同位素之前，需要對整個分裝系統進行清洗，

以去除可能的雜質。碳等高精度氣體同位素分裝 - 14 同位素的分裝通常采用多次沖洗

的方法。首先用高純度惰性氣體(如氬氣)沖洗管道和鋼瓶，沖洗流量一般在 0.5 - 1L/min，

沖洗時間不少于 30 分鐘，以去除設備中的空氣和其他雜質。然后用少量氣體同位素預

充和沖洗，確保設備內部環境純凈，避免雜質污染氣體同位素。
3、質量檢測
對分裝氣體同位素進行質量檢測。這包括檢測其同位素純度、雜質含量等。鈾。 - 235 

和鈾 - 238 同位素的分裝需要質譜儀等高精度儀器來檢測同位素的比例是否符合要求。

檢測精度應符合要求。±0.1% 以內，確保分裝后氣體同位素產品質量合格。同時，還要

檢測氣體中是否含有其他可能影響分裝質量的雜質，如水分、有機物等，一般需要控制

水分含量 10ppm 以下。
二、分裝過程中的操作要點
1、流量控制
分裝氣體同位素時，應準確控制氣體流量。可通過高精度質量流量控制器實現。例如，

在分裝氪 - 85 當同位素用于放射性測量時，流量控制精度應達到±0.001L/min。根據分

裝目標量和鋼瓶容量，合理設置流量和分裝時間。一般來說，對于小容量（如小容量1L

 以下)鋼瓶分裝時間可控制在幾分鐘到十分鐘之間，密切觀察流量和壓力的變化，防止異

常情況。
2、壓力控制
分裝過程中的壓力控制也至關重要。確保鋼瓶內的壓力在安全范圍內，并考慮氣體同位

素的狀態變化。對于一些易液化的氣體同位素，如氯 - 36 同位素應根據臨界溫度和壓力

控制分裝壓力。一般來說，壓力應低于臨界壓力，以避免氣體液化影響分裝效果。壓力

控制可通過壓力傳感器和自動調節閥實現，壓力波動范圍應控制在±0.05MPa 以內。
3、控制環境條件
分裝環境的溫濕度也會影響氣體同位素的分裝質量。對于大多數氣體同位素分裝，環境

溫度應控制在 15 - 相對濕度控制在25℃，相對濕度控制在 40% - 60%。在這個溫濕度范

圍內，可以更好地保證氣體的流動性和設備的穩定性。例如，在高溫環境下，氣體分子

運動的加劇可能導致流量和壓力控制的偏差；在高濕度環境下，可能導致設備生銹和氣

體同位素受潮。
三、分裝后的質量驗證和包裝
1、質量驗證
分裝完成后，應再次驗證分裝后氣體同位素的質量。這包括重新檢測其同位素的純度、

濃度、壓力等參數。例如，對于分裝后的霓虹燈 - 22 同位素，要通過氣相色譜 - 質譜聯用

（GC - MS）技術檢測其純度是否符合預期，應控制純度偏差±0.2% 內部。同時，還要檢

測鋼瓶內的壓力是否穩定，壓力變化率在 24 小時內應小于 0.01MPa。如發現質量不符合

要求，需及時采取措施進行調整或重新分裝。
2、包裝標識
對于合格的氣體同位素分裝產品，應妥善包裝。鋼瓶應貼上清晰的標簽，注明氣體同位素

名稱、同位素豐度、壓力、生產日期、有效期等重要信息。例如，氦 - 3同位素分裝鋼瓶

，標簽上應明確標注“氦氦” - 3同位素，豐度(如 70%)、充裝壓力(如生產日期(如10MPa) 

2023 年 10 月)，有效期(如 2028 年 10 月）等內容。包裝好的氣體同位素產品應存放在特

殊的儲存區域，并根據其放射性、易燃性等特點進行分類，以確保安全。