激光分离轻(重)水中氚的进展

目前,环境中的氚主要来自动力堆和燃料后处理厂。燃料后处理厂大多采用溶剂萃取的水法流程,其乏燃料中积累的氚在处理过程中大部分转入排水。这类排水大多不加处理,而是采取控制处置的办法排入环境。而氚在人体中的行为以及它对活细胞的影响已引起人们的关注。为了避免环境的进一步污染,要求开发有效的氚治理技术的呼声已越来越高。原则上讲,用于重水生产的各种流程均可移植到氚分离,但是同位素分离技术的经济现实性取决于分离系数。多数方法的分离系数是十分小的,即使是电解法分     

水和氢除氚工艺流程

在聚变设施中,也许常常会遇到浓度低达每升几毫居里或微居里氚的氚化水,例如,这种水可能是由于用于空气除氚的分子筛的再处理产生的。把氚化水分离成极贫氚液流和氚浓缩流,可能有利于氚化水的除氚。加拿大原子能公司乔克河研究所已开发出一种除氚工艺流程,这种流程对低氚水是十分有效的,但是这种流程也可以有效地处理氚浓度从每升几毫居里到每升几十居里的水。     

固体聚合物氚电解浓缩系统的性能研究

固体聚合物氚电解浓缩法是目前浓缩环境低氚水的主流方法,其性能评价的关键是能否获得较高的氚回收率。在电解体积浓缩倍数为常数时,氚分离系数决定了氚回收率的高低。为了提高氚电解浓缩系统的回收率,研究以分离系数为评价指标,从阴阳极材料、电解电流、电解水温度上优化固体聚合物氚电解浓缩系统。结果表明:在电解初始体积≥400 m L、电解装置电流15 A、电解水温度5°C、电解剩余体积≤25 m L的优化条件下,成功研制氚分离系数6.5以上、回收率≥65%的固体聚合物氚电解浓缩系统。     

基于双塔式氢氦/氚氦混合气的快速分离技术

氢氦/氚氦混合气快速高效地分离与回收是产氚工艺的关键技术之一。利用液氮温度下吸附剂对氢同位素与氦吸附能力的差异,搭建了双塔式固定床低温吸附-解吸分离氢氦/氚氦的实验装置,通过该实验装置开展了不同组成的氢氦、氚氦混合气的分离实验。实验结果表明:采用双塔式固定床低温吸附-解吸法可以实现不同组成的氢氦、氚氦混合气的快速分离,分离后氦中氢的体积分数低于1.2×10-5,氦的纯度可达到99.998 8%,吸附柱的脱氚率大于97%;双塔式固定床低温吸附-解吸法的解吸氢中含有较高浓度的氦,不适于回收氢;在氚氦分离中采用固定床低温吸附柱是可行的,可作为钯膜分离器的辅助单元。     

聚变能源中的氚化学与氚工艺研究进展及展望

核聚变被认为是人类社会未来的理想能源，对社会、经济的可持续发展具有重要的战略意义。氘氚聚变反应具有反应截面大、反应速率高、点火温度低及释放能量大等优点，是目前聚变研究的主要目标，而高效的氘氚燃料循环工艺与技术是实现聚变能源商业应用的基础。本文主要介绍氘氚燃料循环所涉及的等离子体排灰气中氚的快速回收、氚的增殖与提取、大规模氢同位素分离、氚测量等相关氚化学与氚工艺的研究进展及展望，以期对未来聚变能源氚工厂相关技术的研究提供借鉴和参考。     

~5H-川芎1号碱的标记中金属催化剂催化氢-氚同位素交换反应的研究

制备高比度氚标记化合物的方法主要有催化加氚法,催化卤-氚交换法和催化氢-氚同位素交换法。催化剂本身并不参加化学反应,只在其表面吸附氚气从气相进入液相或固相,改变反应速度,提高标记物的比度。常用的催化剂有钯、铂、铑等过渡金属元素。李志敏的工作证明钯-碳催化剂在催化加氚反应中不仅有催化作用,而且对氢-氚体系而言,还有明显的分离作用。     

氚老化对钯钇合金膜氢渗透性能的影响

在聚变堆燃料循环系统中,钯合金膜将被用于氢同位素与杂质气体间的渗透分离以及含氚杂质中氚的催化回收。长期连续的氚操作将使合金膜体内因氚衰变而累积3He,产生氚老化效应。本工作研究了贮氚老化对Pd8.5Y0.19Ru（原子百分数）合金膜的氕、氘渗透性能的影响。研究结果表明：对于膜内体氦浓度He/M为0.042的氚老化膜,在573～723K温度范围内,氕、氘渗透率被严重降低,膜的氕氘渗透分离系数则有所提高。     

CFETR氦冷固态包层及其辅助系统动态氚输运分析

实现氚自持、建立完整的氚循环系统并保证氚安全是中国聚变工程实验堆(CFETR)的主要目标之一。在CFETR氦冷固态包层及其辅助系统设计过程中,需对系统级氚输运行为进行详细分析,包括氚滞留量、释放量、浓度的动态变化等。基于已建立的动态氚分析程序TriSim-Dynamic,在此基础上进行修改完善,利用该程序对CFETR氦冷固态包层及其辅助系统氚动态输运进行分析模拟,得到了冷却剂及提氚吹扫气中氚浓度、氚分压,管壁及结构材料中氚盘存量,氚通过包层结构材料和辅助系统管壁向真空室、水冷系统及建筑的渗透通量动态变化,并将其稳态值与已进行基准校核的稳态氚分析程序TriSim-SA及理论解析解进行比较,以初步验证分析结果的准确性,数据结果也对CFETR氚安全分析提供了一定的参考。     

低温精馏氢同位素分离技术及其应用

低温精馏是大规模分离氢同位素的有效手段,本文对该工艺涉及的气体纯化、制冷与真空、测量与控制、安全防护等关键技术进行简要介绍。对该工艺在重水生产、重水升级和除氚、聚变堆氘氚燃料循环、武器用氚等领域的国外应用做了回顾。分析了国内对该技术的需求,提出今后开展的研究方向。     

水精馏技术在氚化水分离中的应用进展

随着核能与核技术的发展，核电站等场所在运行、退役、事故过程中会产生大量含氚废水，若其排放到环境中将对生物体造成潜在危害。目前，工业上常用的氢同位素分离技术（如低温精馏法和催化交换法等）存在能耗高、装置复杂或氢气爆炸危险等诸多缺点，不适用于核电站大通量低活度氚化水的分离。相较之下，水精馏作为一种传统的技术，具有操作简单、不含腐蚀性和有毒物质、无氢气爆炸风险等独特优势，但其分离系数小、效率低的问题一直存在。然而，通过改进水精馏过程中的操作参数（如温度、精馏塔内径、填料尺寸等）可以有效提高其分离效果，从而适应工业化氚化水的分离。本文详细介绍了水精馏法的基本原理及特点，并重点阐述了不同操作参数对分离效果的影响。结果表明：优化这些参数可以显著提高其分离效率，如减小填料材料的尺寸或对填料进行改性。因此，水精馏可以是一种有效的低活度氚化水分离方法，有望扩大化应用于工业用途。     

Synthesis of Diamond-Like Carbon Films Using Hot Filament-Aided Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition

1. IntroductionDiamond-like carbon (DLC) films have receivedconsiderable attention recently because their inher-ent properties such aJs hardness, thermal conductiv-ity and electrical resistance are excellent and closeto those of a diamond. The DLC films have beenprepared by a variety of methods, for instance, radiofrequency (RF) plasma deposition [l], ion beam de-position [2] and electron cyclotron resonance (ECR)chemical vapor deposition [3]. As sllrface wave dis-charges [4] have advanta…     

Synthesis and Characteristics of Diamond-like Carbon Films Deposited on Quartz Substrate

Diamond-like carbon (DLC) fihns are deposited on quartz substrate using pure CH4 in the surface wave plasma equipment. A direct current negative bias up to -90 V is applied to the substrate to investigate the bias effect on the film characteristics. Deposited films are characterized by Raman spectroscopy, infrared (IR) and ultraviolet-visible absorption techniques. There are two broad Raman peaks around 1340 cm^-1 and 1600 cm^-1 and the first one has a greater sp^3 component with an increased bias. Infrared spectroscopy has three sp^3 C-H modes at 2852 cm^-1, 2926 cm^-1 and 2962 cm^-1, respectively and also shows an intensity increase with the negative bias. Optical band gap is calculated from the ultraviolet-visible absorption spectroscopy and the increased values with negative bias and deposition time are obtained. After a thermal anneal at about 500℃ for an hour to the film deposited under the bias of-90 V, we get an almost unchanged Raman spectrum and a peak intensity-reduced IR signal, which indicates a reduced H-content in the film. Meanwhile the optical band gap changed from 0.85 eV to 1.5 eV.     

Optical Characterization of Diamond Synthesis Using CH3OH-H2 Gas Mixtures

Diamond films with high infrared transmittance have been successfully deposited using CH3OH-H2 gas mixtures through microwave plasma enhanced chemical vapor deposition (MWCVD). The primary purpose of this study is to determine the effect of the deposition conditions on the optical properties of MWCVD diamond films using CH3OH-H2 gas mixtures. Room temperature optical properties of freestanding diamond films were studied by Fourier transform IR spectroscopy. Experimental results indicated that under appropriate deposition temperature (620 ℃) and methanol concentration (5.7%), the refractive index of CVD diamond films (2.33) was comparable with that of natural diamond (2.417). The average infrared transmittance was above 65% in the middle infrared region (500 cm^-1 - 4000 cm^-1), approaching to the theoretical value of diamond (71.4%). The mechanism of growing high IR transmittance diamond films by utilizing CH3OH-H2 gas system is that the high methanol concentration used in this study makes the surface roughness of diamond films decreased by increasing the secondary nucleation density and the high O/C ratio in CH3OH-H2 gas system, improved the quality of diamond films and therefore decreased the absorption of non-diamond carbon in the films.     

铀的离子交换反应——Ⅳ.盐酸介质中铀(Ⅵ)在强碱性阴离子交换树脂上的化学状态

用当量计算、分配比的测定以及红外光谱等三种实验方法,证明从盐酸介质中吸附到强碱性阴离子交换树脂上的铀酰,主要是以(UO_2Cl_4)~(2-)存在。     

季铵树脂上硫酸铀酰络离子的红外光谱研究

本文用红外光谱研究了季铵树脂吸附的硫酸铀酰络合物。树脂吸附UO_2(SO_4)_2~(2-)时,UO_2~(2+)的γ_3峰值为918cm~(-1),吸附UO_β(SO_4)_3~(4-)时,该峰值为910cm~(-1)。树脂在组成接近铀水冶条件的吸附液中吸附平衡后,吸附n值为2.5—2.7的UO_2(SO_4)_n~(2-2n),其UO_2~(2+)的γ_3峰与树脂的季铵峰合并于900cm~(-1);该树脂在KBr压片中会发生转换反应,使硫酸铀酰络离子转成UO_2(SO_4)_2~(2-)和SO_4~(2-)。还利用红外光谱定量测定反应终了的自由硫酸根量,在化学当量法求得的树脂吸附铀量及SO_4~(2-)量基础上,计算了n值。     

新疆电气石^60Coγ辐照变色研究

通过对新疆电气石用＾６０Ｃｏγ射线辐照、热处理可使之变以，应用ＸＲＤ、ＸＲＦ、吸收光谱实验，得出电气石改变颜色主要由ｂ位Ｆｅ＾２＋，Ｍｎ＾３＋电子的ｄ－ｄ跃迁相应的１３８００ｃｍ＾－１和１９５００ｃｍ＾－１谱所决定。 ＲＤ     

Ion irradiation—induced structure damage to botanic samples using the ion transmission energy spectrum

1 INTRODUCTIONThe new aPplications of low energy heavy ion beam in irradi4ted botanical materialswere studied in recellt yeaxs. The beaminduced mutation effect on crop seeds has causedthe attention of physicist and biologists.[1l:] FOr examPle, 1ow energy ions can induceremarkable mutation to rice seeds.[3] There are many special phenomena when heavyions bombard botanic sW1e due to its special structure. Some studies showed that tllepenetration depths of some ions were far larger than t…     

Preparation of uranium targets by electro-deposition method

<正>In this paper,uranium targets are prepared by electro-deposition.Hydrated uranium dioxide films are electrodeposited into stainless steel plates using uranyl nitrate in ammonium oxalate solution.The results show that the deposition efficiency of the uranium depends on many parameters,such as pH value,supporting electrolyte, current density,and cell design.The uranium films were characterized by infrared spectrum,scanning electron microscope,and X-ray spectrum.The uranium films,with a yield of 98%,are in the thickness of about 6 mg·cm~(-2).     

硝酸体系中Tc(Ⅶ)与乙异羟肟酸的反应动力学研究

采用溶剂萃取法研究了HNO₃溶液中乙异羟肟酸（AHA）与Tc(Ⅶ)的相互作用。结果表明,有AHA存在时,Tc在30%TBP/煤油HNO₃体系中的分配比随反应时间下降,在实验条件下反应50 h后Tc在两相中的分配基本达到平衡,分配比D_Tc降至0.03,这表明Tc(Ⅶ)能被AHA还原为亲水性的低价Tc配合物［Tc^Ⅱ(NO)(AHA)₂H₂O］⁺;溶液吸收光谱显示,反应产物在428 nm（ε＝2 559 L·mol^-1·cm^-1）和565 nm处有吸收峰。通过溶剂萃取法得到Tc(Ⅶ)还原反应的表观反应速率方程式为r＝-dc(Tc(Ⅶ))/dt＝k′c(Tc(Ⅶ))c^1.6(AHA),在18 ℃下,c(AHA)＝1.0 mol/L,c(HNO₃)＝0.50 mol/L时半反应时间t_1/2＝16.5 h。进一步研究了溶液中有Pu(Ⅳ)存在时AHA与Tc(Ⅶ)的作用以及Tc分配比的变化。结果表明：Pu(Ⅳ)的存在会加快Tc(Ⅶ)转化为低价态亲水性配合物,而Pu的分配比在过程中基本不变。     

铀的离子交换反应——Ⅱ.硫酸和盐酸介质中铀(Ⅵ)在阳离子交换树脂上的化学状态

本文用红外光谱法和当量计算法研究了在硫酸、盐酸介质中铀(Ⅵ)在阳离子交换树脂上的化学状态及其含量。结果表明,在阳离子交换树脂上,铀(Ⅵ)除了以UO_2~(2 )外,还可以(UO_2HSO_4)~ 和(UO_2Cl)~ 存在,但当酸的浓度低于 0.5N时,其量可忽略不计。即使在酸浓度相当大(2—3N)时,(UO_2HSO_4)~ 和(UO_2Cl)~ 也只占树脂交换容量的很小一部分。因此,在通常用的阳离子交换色层法富集铀同位素的工作中,可以按照阳离子交换树脂上只有 UO_2~(2 )来考虑同位素效应及计算分离因数。