矩分析在硼同位素分离色谱中的应用研究

以D301-G树脂为固定相,水为流动相,通过矩分析研究2种硼同位素在给定条件下的色谱特征,基于平衡-扩散模型、线性驱动力模型估算了硼酸在固定相上的动力学参数。研究结果表明,同位素10B在树脂相上的色谱保留时间大于11B;硼酸在D301-G树脂相中的轴向扩散系数和集总传质系数均随温度的升高而增大,室温下轴向扩散系数为1.08 cm2/min,集总传质系数为0.65 min-1。     

同位素分离理论在硼同位素分离中的应用

离子交换色谱法是分离硼同位素的非常有前途的方法,然而工艺过程的影响因素较多,分离实验的工作量很大,为验证同位素分离理论在描述硼同位素分离中的有效性,并将其用于指导硼同位素分离过程,减少实验次数和不确定性,文中采用多柱串联色谱分离实验方法,研究了非稳态下硼同位素在色谱柱中的分布和Y.Fujii同位素分离理论在描述硼选择性螯合树脂分离硼同位素体系的有效性,并将其理论应用于制备工艺设计和验证实验。研究结果表明:Y.Fujii的同位素分离理论除可较好地描述该体系色谱带中同位素的分布情况,理论计算结果与实验数据吻合,制备验证实验的测定结果与理论设计吻合,Y.Fujii同位素分离理论能较好地指导硼选择性螯合树脂分离硼同位素体系的工艺过程。     

退火方式对N36锆合金包壳管性能的影响

研究了退火方式对N36锆合金包壳管再结晶程度、力学性能、收缩系数(CSR)、椭圆度以及腐蚀性能的影响。结果表明,在同一退火制度下,采用套管与不采用套管退火相比,管材再结晶程度、强度、CSR性能及短期腐蚀性能没有明显差异,伸长率有所下降;采用套管退火的管材椭圆度没有明显变化,而未采用套管进行退火的管材椭圆度增加明显。     

反应堆乏燃料贮运用中子吸收材料的研究进展

从我国对乏燃料贮运用中子吸收材料的需求出发,简述了乏燃料贮运用中子吸收材料的特点、国内外研究及应用现状。重点阐述了含硼不锈钢、B4C/Al、硼铝合金、含硼有机聚合物4种含硼中子吸收材料的制备工艺、性能以及存在的问题,同时对目前我国使用的不锈钢包覆金属镉中子吸收材料和国外正在研究的含钆合金中子吸收材料进行了概述。提出了B4C/Al和硼钢两种中子吸收材料应作为进一步研究的重点。     

离子交换色谱中硼同位素交换反应平衡常数的理论预测

外部溶液相中B(OH)₃与离子交换树脂相中B(OH)₄^-、B₃O₃(OH)₅^2-、B₃O₃(OH)₄^-之间所发生的同位素交换反应的平衡常数K是离子交换色谱法分离硼同位素研究中的基本参数之一,但难以用实验手段精确测定。本研究利用密度泛函理论（DFT）在B3LYP/6—31G理论水平上计算了气态下B(OH)₃、B(OH)₄^-等的振动频率,用计算得到的频率,基于Urey模型求得B(OH)₃、B(OH)₄^-、B₃O₃(OH)₅^2-、B₃O₃(OH)₄^-的简约配分函数比（RPFR）,进而得到同位素交换反应平衡常数。结果表明,B(OH)₃和B(OH)₄^-间的同位素效应显著,其平衡常数K在25 ℃时为1.025 7,B(OH)₃与B₃O₃(OH)₅^2-和B₃O₃(OH)₄^-反应的平衡常数较小,分别约为1.017 2和1.008 4。     

柱色谱中非稳态同位素富集的同位素浓度分布

根据柱色谱分离同位素的一个实例,研究了非稳态条件下移动带后边界区内的同位素富集情况.根据一些基本的实验条件参数,先计算出富集的分离系数ε和斜率系数k,进而用一个公式来描述移动带中同位素的浓度分布,做进一步的数学处理还可求得实验系统的H(理论塔板高度,HETP)值.结果表明,所采用的理论公式能有效地从数学角度描述柱色谱分离过程中的同位素浓度分布.     

浓缩硼-10模拟移动床色谱分离的放大研究

为实现SMB色谱分离硼-10的工业化,进行氯型硼特效树脂排代色谱法富集硼-10的SMB放大实验研究。放大研究中色谱柱的内径由原来的1.0 cm放大到8.5 cm,树脂也由原先的均匀小颗粒(平均为230μm)改为商用粒度范围颗粒(平均为780μm)。SMB放大色谱分离系统连续运行了约60 d(129次端口切换),取得富集度31.11%~40.31%的硼-10酸固体68 g。根据Fujii理论公式,对SMB放大分离系统中不同端口切换次数时的富集因子ε和理论踏板高度HETP进行计算,结果发现ε和HETP在整个实验过程中均保持常量,其值分别为ε=0.009 2±0.000 7,HETP=0.83±0.10 cm。与前期小型SMB分离系统的实验结果相比,ε变小,HETP变大,分离效果变差明显。     

高比表面积、低密度块状Al2O3气凝胶的制备及表征

以仲丁醇铝(ASB)为前驱体,乙醇为溶剂,乙酸为催化剂,乙酰乙酸乙酯(Etac)为螯合剂,通过溶胶-凝胶和超临界干燥过程制备得到块状氧化铝气凝胶,并在不同温度下对其进行热稳定性分析。此外,通过SEM,XRD,FT-IR和N_2吸附-脱附分析等测试研究了乙醇和乙酰乙酸乙酯的用量对氧化铝气凝胶微结构及比表面积的影响。结果表明:氧化铝气凝胶具有叶片状颗粒堆积形成的纳米多孔网络结构,比表面积高达744.5m~2/g,密度低至0.063g/cm~3,随着热处理温度升高,比表面积逐渐降低,1200℃热处理2h后依旧高达153.45m~2/g;经不同温度热处理后,氧化铝气凝胶的叶片状多孔结构未发生明显变化,表明该氧化铝气凝胶具有高温稳定性。     

B4C/Al中子吸收板腐蚀过程中的起泡研究

根据亨利定律,建立了B4C/Al中子吸收板包壳腐蚀起泡的模型,计算了孔隙半径、温度对起泡的影响,并利用孔隙毛细管效应分析了孔隙对中子吸收板起泡的影响.结果表明:孔隙半径越小,腐蚀产生的氢气压力越大,B4C/Al中子吸收板包壳更易起泡;温度对腐蚀产生的氢气压力影响非常小,而孔隙半径是影响氢气压力的主要因素;氢气持续产生并在孔隙毛细管中积聚,是包壳产生起泡的动力;水分容易通过孔隙毛细管在B4C/Al芯体中扩散,可导致Al腐蚀,引起包壳起泡.