核能大规模可持续发展是我国的战略需求，“分离—嬗变”先进燃料循环，能从根本上消除放射性的长期危害。镧锕分离（尤其是三价镧锕分离）及三价锕系组内分离对于先进燃料循环的建立具有重要的意义。
在国家自然科学基金重大研究计划“先进核裂变能的燃料增殖与嬗变”的支持下，清华大学陈靖课题组与中科院高能物理研究所、中国工程物理研究院、中国原子能科学研究院、四川大学等多家单位通力合作，在镧锕分离及三价锕系组内分离方面取得了重要突破。
陈靖表示，在湿法分离方面，研究团队主要针对乏燃料后处理中三价镧锕分离及三价锕系组内分离等挑战性问题，基于特定配体及先进功能材料的特异选择性，进一步开发了溶剂萃取或吸附分离技术，实现了对目标元素的高效富集分离。
该研究成果一方面发展了我国具有自主知识产权的Cyanex 301分离三价镧锕流程，为该流程的未来应用奠定了基础。另一方面，其建立高效的Am/Cm分离方法，可进一步减少α放射性废物的体积并提高锕系元素的嬗变率，使分离出的锕系元素满足其嬗变的要求，服务于先进核裂变能的燃料增殖与嬗变的总体目标。
在干法分离方面，课题组在LiCl-KCl熔盐体系中成功以形成铝合金的形式实现了锕系与镧系元素的有效分离。
研究人员表示，在传统干法后处理过程中，电精炼环节产生的废盐中含有锕系元素和镧系元素，而且经过累积镧系元素的含量较高，这种情况下锕系元素与镧系元素的分离困难，传统的镉阴极分离效果很难满足实际要求。如果将电精炼产生的废盐直接存储在环境中，则会对环境造成危害。
研究团队发现，铝阴极非常适合在电精炼废盐中分离锕系元素与镧系元素。采用铝阴极将废盐中的锕系元素以合金的形式提取，同时实现与镧系元素的分离，然后再将镧系元素从熔盐中除去，可以纯化熔盐，极大地减小废物体积。
这一方法为我国干法后处理技术的发展奠定了科学基础，为熔盐电精炼流程中如何实现废物的最小化提供了重要的技术支持。
陈靖期待，上述研究成果在大力推动我国核化学与放射化学学科发展的同时，也能进一步将相关技术推向工业化应用。
