三氧化二铝PLOT柱气相色谱法分离氢同位素自旋异构体

氢同位素核自旋异构体正-仲态比例影响氢同位素的低温物性,有必要对其比例进行测定。本文利用活性三氧化二铝多孔层开管(Porous Layer Open Tubular,PLOT)柱实现了正-仲氢同位素(氕、氘)的基线分离,发展了一种可在液氮温度下测定同核分子正-仲态比例的色谱分析技术。研究结果表明,与传统三氧化二铝填充柱相比,高效PLOT柱实现了正、仲氕(o-H_2、p-H_2)以及正、仲氘(o-D2、p-D2)的基线分离(分离度R_s大于1.5),当流量为5 m L·min-1时,分离度R_s(p-H_2,o-H_2)=6.9,R_s(o-D2,p-D2)=1.8。正仲态分离度与进样量、流量均有关系。根据峰面积的积分结果,常温(298 K)下正、仲氕比例为2.77:1,正、仲氘比例为1.78:1,与理论测算值基本符合。HD与o-H_2实现了部分分离,R_s(o-H_2,HD)=0.5,根据理论预测,实现HD与o-H_2的基线分离(R_s达到1.5),理论塔板数需要达到3.9×105。     

塑料微球强度和渗氘性能测量

摘要：针对激光惯性约束聚变物理实验打靶所需的氘氚燃料塑料微球靶进行微球强度和渗氘性能初步研究，测量了塑料微球球壳在20（室温）、40、60℃下的压缩强度，并实验测得了塑料微球在20、60℃下的氘气渗透率。     

微球充气工艺实验系统研制

总结了微球充气工艺实验系统的概念设计、模型建立。根据模型对概念设计进行调整和优化,最终制定出系统的研制方案,完成了关键零部件的采购与验证,以及打压、检漏实验和非标零部件的设计与加工,并对系统进行了初步安装调试与试运行。试验结果表明,系统的各项技术指标均满足实验要求。     

DT冷冻靶分层技术进展

为了实现ICF点火,制备均匀的高密度DT燃料靶,克服DT燃料自身重力对靶内DT燃料分布不均匀的影响,使用β自分层、IR增强及等离子体增强分层技术是当今国外常见的技术手段。较详细地介绍了β自分层、IR增强及等离子体增强分层技术的基本原理、影响分层质量的主要因素及难点、分层装置的简单结构示意图。     

惯性约束聚变低温冷冻氘氚靶制备技术

低温冷冻氘氚靶对于惯性约束聚变研究至关重要，主要有塑料微球靶、金属铍球靶、泡沫球壳靶等。根据微球球壳材质的不同，采用不同的低温冷冻氘氚靶制备技术。塑料微球靶采用“高压充氘氚-冷冻法”或“充气管充气法”；金属铍球靶采用“低温、低压冷凝法”或“高温、高压扩散连接半球壳法”；多孔泡沫球壳靶采用“球壳材料吸附氘氚液体法”。本文简述上述技术和方法的发展状况和趋势。     

微管可控充气技术研究

本文采用基于燃料室和靶室独立控温的温度梯度法实现了燃料可控注入,验证了通过内径5 μm充气微管注入燃料的充气技术路线可行性,并研究了初始充气压力、靶室温度和燃料室温度对充气过程的影响。结果表明,初始充气压力为86 kPa、靶室温度恒温至19.5 K时,控制燃料室温度即可控制燃料注入量。     

聚乙烯醇膜材料氚衰变辐照效应研究

利用FTIR、XRD、AFM等方法,分析了聚乙烯醇（PVA）膜材料在不同氚气氛下的氚衰变辐照效应,表征了氚衰变β射线对PVA中氢与氚同位素置换的诱导激化作用,明确了PVA中的氚取代主要发生在C-H基团,而醇羟基O-H基团因强烈的氢键作用而未发生氚取代;材料的表面形貌、结晶度等均发生了变化。通过PVA膜拉伸力学性能实验,测定了不同氚衰变辐照下PVA膜材料的拉伸强度和伸长率。结果显示,与其微观结构变化趋势一致。     

温度梯度对冷冻靶微管充气过程的影响

采用基于燃料室和靶室独立控温的温度梯度法开展了冷冻靶微管可控充气技术研究。理论计算结合实验研究了不同尺寸靶球充气过程中温度梯度对燃料注入过程的影响。结果表明,充气结束时燃料室最终温度变化对燃料初始注入量的差值影响随靶球尺寸变化不明显,即通过温度梯度法实现燃料可控注入的途径对任何尺寸靶球均适用。随着靶球尺寸的增大,燃料在充气管处液化时所需温度梯度越小,燃料注入过程温度梯度控制范围越大,燃料注入量控制精度越高。对于内径2 mm的靶球、1.6 mL燃料室,当燃料室温度升至75 K时,燃料注入量控制精度达±3 μm/K。这些结果为冷冻靶燃料高精度加载技术研究提供了重要基础。     

钒的活化及钒氢化物性能研究

真空条件下,金属钒长时间高温除气、反复吸放氘气,最终活化并饱和吸氘到氘、钒原子比接近2.0。实验确定的活化条件为：真空度2～3Pa,活化温度400℃,活化时间4h,初始吸附温度80～100℃,初始吸附压力0.6～3.4MPa,2～3次反复吸放纯化氘气。实验测得钒氢化物性能参数为：室温平衡压,0.2MPa;饱和吸附容量,0.47L/g;500℃时保留量,6.1%;200℃时平衡压,60MPa。实验研制的钒氢化物高压气源已成功用于惯性约束聚变高压充氘氚实验。