浦项科技大学先进核工程系和环境工程系教授 Um Woo-yong 和他的研究团队开发出一种基于石墨烯的技术，可以从液态放射性废水中分离出危险的氚。
氚是核电站产生的一种放射性氢，主要以水分子的形式存在。当它进入人体后，会在体内释放辐射，因此有必要对其进行彻底管理。然而，到目前为止，氚只能以气态分离，液态氚的去除仍然是一个巨大的挑战。
研究小组重点研究了石墨烯，这是一种由碳原子在二维平面上排列而成的材料。石墨烯的原子薄层只允许质子通过，而阻挡了包括氚在内的其他放射性同位素，显示出独特的分离能力。在这项研究中，研究人员在一种名为 Nafion 的聚合物电解质膜上添加了一种塑料–聚四氟乙烯（PTFE），并将石墨烯转移到上面，从而完成了分离膜的制作。
对分离膜的测试结果表明，当施加电场时，轻氢离子可快速通过分离膜，而重氘和氚则无法通过并被浓缩。这表明，相对较重的氢同位素在移动过程中会遇到更大的能量障碍，从而阻碍其通过。由于浓度差异造成的扩散实验还表明，氚通过膜的速度比质子慢 3.1 倍。
该技术的最大优势在于，即使在室温下的液态，如核电站废水中，也能分离出高浓度的氚。特别是，现有的商业化技术需要高昂的处理费用，而所开发的膜可以在室温下过滤水中的氚。该技术的应用有望有效、安全地处理核电站的放射性废水，如福岛核电站的污染水。
Um Woo-yong 教授指出：”这项技术将大大有助于解决核工业和核聚变工业中的放射性废水问题以及氚的利用。
这项研究成果于 7 月 2 日在线发表在美国化学学会（ACS）的国际材料期刊《ACS 应用材料与界面》上。
参考文献
Applied Materials & Interfaces (2025), DOI: https://doi.org/10.1021/acsami.5c08414
Hydrogen Isotope (1H/2H/3H) Separation in Solution Using Graphene Transferred on PTFE-Reinforced Nafion
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