Os métodos tradicionais de destilação enfrentam vários desafios na separação de isótopos de xenônio. Este estudo propõe um sistema de destilação em cascata do isótopo ¹³⁶Xe baseado em um dispositivo de destilação em microcanais (MCD). Primeiramente, foi calculada com precisão a volatilidade relativa dos isótopos de xenônio, derivadas as pressões de vapor saturadas e os calores de vaporização para 9 isótopos, e construído e validado o modelo de componentes virtuais no Aspen HYSYS. Um modelo de 3 componentes foi utilizado para analisar os parâmetros operacionais do dispositivo MCD, determinar a melhor pressão de operação e a relação de refluxo para um dispositivo MCD de estágio único, além de explorar o efeito da razão de alimentação para saída na eficiência de enriquecimento de ¹³⁶Xe e na potência do recalor. Por fim, um modelo de destilação em cascata foi estabelecido, utilizando projeto uniforme, regressão polinomial quadrática, algoritmo NSGA-Ⅲ e método TOPSIS para otimizar os parâmetros operacionais, conseguindo reduzir significativamente a potência do sistema e aumentar a abundância de ¹³⁶Xe de 8,670% para 13,347%. Este estudo melhora efetivamente a baixa eficiência e o alto consumo de energia dos métodos tradicionais de destilação na separação de isótopos de xenônio, através do projeto de um sistema de destilação em cascata por microcanais, oferecendo uma nova abordagem para o enriquecimento eficiente de ¹³⁶Xe.

separação de isótopos; torre de destilação criogênica; microcanais; algoritmo genético