従来の精留法はキセノン同位体の分離において多くの課題に直面している。本研究では、マイクロチャネル精留（MCD）装置を基盤とした¹³⁶Xe同位体カスケード精留システムを提案する。まず、キセノン同位体の相対揮発度を精密に計算し、9種類の同位体の飽和蒸気圧や蒸発熱を導出し、Aspen HYSYSで仮想成分モデルを構築および検証した。3成分モデルを用いてMCD装置の操作パラメータを解析し、単段MCD装置の最適操作圧力と再熱比を決定し、給液比と取出比が¹³⁶Xe濃縮効率およびリボイラー出力に及ぼす影響を検討した。最後にカスケード精留モデルを構築し、一様計画法、2次多項式回帰、NSGA-Ⅲアルゴリズム、およびTOPSIS法を用いて操作パラメータを最適化し、システムの電力を大幅に低減し、¹³⁶Xeの豊富度を8.670％から13.347％に向上させた。本研究はマイクロチャネルカスケード精留システムの設計により、従来の精留法における非効率性と高エネルギー消費の問題を効果的に改善し、¹³⁶Xeの効率的な濃縮に新たな道を提供する。

同位体分離;低温精留塔;マイクロチャネル;遺伝的アルゴリズム