目前世界上除了对浓缩铀的大量需求外，对各种稳定同位素的需求量也很大，各种各样的需求形成了不同的分离目的。如果能够寻找到一种结构相对简单、分离性能良好的级联，一个级联无需改变结构就能实现多种目标同位素的分离，这对于稳定同位素的分离研究和多种多样的生产都是很有益处的。论文设计了脉冲级联。脉冲级联利用离心机的分离系数随供料流量减小而增大的特点，通过连通和封闭两个环节交替运行，能用较少的级数得到很高的目标同位素，各级的管道滞留量决定了脉冲级联的形状。级联级数、离心机滞留量、管道滞留量、供料量和供料位置是脉冲级联的关键参数，它们对脉冲级联的过渡过程、稳态丰度丰度、以及分离功率和分离效率都有着重要影响。为了能使脉冲级联得到较好的分离性能，需要对脉冲级联的上述参数进行适当的选取。通过将精料和贫料管道中的同位素混合物缓慢充入离心机的方法，能改进脉冲级联的运行方式。由于每个脉冲只有单一的运行环节，脉冲周期大大缩短，混合损失减少，级联的分离效率提高，而且在工程上更容易实现。无论是双组分分离还是多组分分离，对于不同的级联形状，为了得到相同的精料和贫料丰度，脉冲级联的总级数都比常规级联更少，但是它的过渡时间却更长。如果利用相同数量的离心机分别构成脉冲级联和常规级联，脉冲级联能得到比常规级联更高丰度的产品。论文还提出了多组分分离中完全无混合的网格级联，在级联的所有级给定某两种关键组分是对称分离的条件，就能实现在分离多组分同位素混合物时，交汇点处所有组分都没有丰度混合。通过对最后一层的回流和取料的不同设置，能实现理想网格级联、MARC网格级联和普通网格级联等不同的网格级联结构。在理想网格级联中所有组分在所有交汇点都没有丰度混合，在MARC网格级联中交汇点处两种关键组分的相对丰度没有混合，而普通网格级联的丰度混合则是最大的。为了在产品中得到相同丰度的目标同位素，MARC网格级联和MARC常规级联具有相同的总流量、分离功率和分离效率。若要用相同总流量的级联实现相同的精料取料，普通网格级联能得到比矩形常规级联更高的目标同位素丰度，而且具有更高的分离功率和分离效率，能更有效的利用离心机的分离性能。