전통적인 증류 방법은 크세논 동위 원소 분리에서 여러 가지 도전에 직면해 있다. 본 연구에서는 미세 채널 증류(MCD) 장치를 기반으로 한 ¹³⁶Xe 동위 원소 연속증류 시스템을 제안한다. 먼저, 크세논 동위 원소의 상대 휘발도를 정확하게 계산하고 9종 동위 원소의 포화 증기압 및 기화열을 유도하였으며, Aspen HYSYS에서 가상 성분 모델을 구축하고 검증하였다. 이후 3성분 모델을 사용하여 MCD 장치의 운전 매개변수를 분석하고 단일 단계 MCD 장치의 최적 운전 압력과 환류비를 결정하였으며, 투입 및 배출 비율이 ¹³⁶Xe 농축 효율과 재증발기의 전력에 미치는 영향을 탐구하였다. 마지막으로 연속증류 모델을 구축하고 균등 설계, 2차 다항회귀, NSGA-Ⅲ 알고리즘 및 TOPSIS 방법을 활용하여 운전 매개변수를 최적화함으로써 시스템 전력을 크게 감소시키고 ¹³⁶Xe 풍도를 8.670%에서 13.347%로 증대시켰다. 본 연구는 미세 채널 연속증류 시스템 설계를 통해 전통 증류 방법의 낮은 효율성과 높은 에너지 소모 문제를 효과적으로 개선하였으며, ¹³⁶Xe의 고효율 농축에 새로운 방안을 제시하였다.

동위 원소 분리; 저온 증류탑; 미세 채널; 유전 알고리즘