近日，美国能源部（DOE）技术商业化办公室（OTC）宣布通过技术商业化基金（TCF）核心实验室市场就绪基础设施（CLIMR）实验室征集计划，为42个项目提供超过3500万美元的联邦资金，旨在推动能源部旗下的国家实验室、工厂和基地开发的创新能源技术走向市场。
一、⁶Li功能介绍
⁶Li是一种重要的稳定同位素，主要用于核工业（如氚生产）和科研领域。在核聚变反应中，⁶Li功能主要体现在：
⁶Li可以作为氚增殖剂，通过与中子发生反应生成氚，继而维持核聚变反应的进行。
与中子反应时还会释放出大量的能量，这些能量如果能够有效的转换成热能，也能大大提高发电的效率。
但是，在自然界中，⁶Li的天然丰度仅为7.5%，剩下的92.5%是⁷Li。
二、⁶Li制备方法和AVLIS
通常来说，⁶Li制备方法主要有：
化学交换法（COLEX法）：利用锂同位素在两种化学相（如汞齐与锂盐水溶液）之间的分配系数差异进行分离。
电解法：利用锂同位素在电解过程中迁移速率的微小差异进行分离。
激光同位素分离法（LIS）：利用特定波长的激光选择性激发锂-6原子或分子，再通过物理/化学手段分离。
电磁分离法:利用磁场中带电锂离子运动轨迹的差异进行分离(类似质谱仪)。
离子交换色谱法:利用锂同位素在离子交换树脂中的吸附/解吸速率差异进行分离。
AVLIS，即
原子蒸气激光同位素分离技术，指的是通过激光选择性激发并电离目标同位素原子，实现同位素分离。主要包含三个核心过程：金属原子化：将金属加热蒸发形成原子蒸气。该过程涉及坩埚传热、液态金属蒸发膨胀等物理现象，需通过流体动力学模型或蒙特卡洛粒子模拟进行优化。
激光光电离：利用目标同位素原子的特定能级跃迁，用调谐激光选择性激发并电离目标同位素。此过程需精确控制激光参数（波长、偏振、脉冲时序），表明光的偏振状态和外磁场显著影响电离选择性（例如钆同位素分离中，垂直偏振光在2×10⁻⁴T磁场下选择性明显降低）。此外，多步共振电离需满足能级匹配条件，否则效率受限。
离子引出与收集：通过电场将电离的目标同位素离子从蒸气中分离收集。指出离子空间分布主要受极板间距影响，与电压无关，且需考虑等离子体扩散效应。
三、公私合作推进同位素分离技术商业化
本项目由劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）牵头，联合初创公司Hexium，旨在将LLNL的
⁶Li、⁷Li
同位素分离激光技术商业化。LLNL的现代化AVLIS设计方案，结合Hexium公司对高功率激光器的需求，构成了此次合作的基础。
项目目标包括：验证LLNL专有技术的市场可行性，并为
⁶Li、⁷Li及未来高丰度低浓铀（HALEU）等关键同位素开辟国内生产路径。
LLNL将负责设计和原型化两套激光系统，而Hexium公司则负责采购激光硬件并将其集成到锂分离装置中。后者成立于2023年，专门从事同位素富集技术开发，以支持聚变能源和其他先进核应用，目前正在建设一个试点设施，以展示其基于AVLIS方法具有可扩展性。
本次入选“技术转向合作项目”，是美国能源部积极适应外部环境，推动技术商业化的重要举措。未来，随着激光技术的革新与工程化能力的提升，AVLIS有望成为解决核燃料循环与高端同位素供应瓶颈的战略方案。
参考链接：
- https://www.energy.gov/technologycommercialization/fiscal-year-2025-climr-projects-commercializing-energy-technologies
- https://www.hexium.com/