氘重氧水液相催化交换法氢正常化工艺研究

液相催化交换法是有效的氢同位素分离方法之一,传统电解法进行氘重氧水氢正常化安全风险大,生产成本高,为此利用液相催化交换法对含氘重氧水进行除氘实验。结果表明,反应温度在30~70 ℃内,随着温度升高,含氘重氧水除氘过程的总体积传质系数（Kya）值先变大后变小,当温度大于60 ℃后,总体积传质系数Kya值逐渐变小,最优反应温度为60 ℃;气液比（摩尔比）在0.5~3.0之间,随着气液比增加,含氘重氧水除氘过程的Kya值愈大,含氘重氧水除氘效果越好,但过大的气液比会引起气液夹带甚至导致液泛,降低反应效率。实验结果可为开展高氘浓度氘重氧水液相催化交换法氢正常化工艺研究提供依据。     

氢—水液相催化交换法脱氚

对疏水催化剂的设计与制备方法及氢－水液相交换反应过程进行了讨论,并概要评述了以常温氢－水催化交换法进行重水脱氚的液相催化交换（LPCE）及其联合电解的催化交换（CECE）工艺流程。     

氢同位素氘从气相到液相的催化交换实验研究

采用Pt SDB疏水催化剂与亲水填料按1∶4混装进行氘从气相到液相的催化交换实验,研究影响传质单元数及氘转化率的因素。结果表明:为获得较大的传质单元数,需选择合适的操作温度及交换气流速;液体流量增加,转化率提高,但液体流量达到一定程度时,氘转化率几乎不再变化;催化柱长度对氘转化率有较大影响,交换气流速2 m3/h、液体流量1~2 kg/h、45 ℃时,4 m柱长下的氘转化率达到90%。     

氢、氘气体状态方程实验研究

介绍了采用Burnett方法实验测定常温下,0.5～40MPa压强范围内氢气、氘气及其混合气的低阶维里系数和压缩率因子。和文献值比较,压缩因子的相对偏差小于0.2％。     

水-氢同位素液相催化交换工艺研究

以Pt-SDB为憎水催化剂研究了水-氢同位素液相催化交换工艺，讨论了反应温度、氢气流量、低浓重水流量等工艺条件对催化交换塔传质单元高度(HTU)的影响和反应温度、气液比对催化交换塔阻力降的影响。结果表明：当反应温度为60℃、气液比为1：1时，水-氢同位素液相催化交换工艺是比较适宜的。     

氢氘化锂氘丰度质谱分析技术研究

介绍了用低分辨 MAT-250 气体质谱计准确测定氢氘化锂样品中氘丰度的分析技术。结果表明,对不同氘丰度的气体样品,测量不确定度小于 0.2%,氘丰度测量值在±0.2%的误差范围内是可信的。     

低密度氢(氘)化锂微靶制备工艺

研究采用氢(氘)化锂粉末松装填充微靶柱腔,在氩气保护气氛中以10 ℃/h速度升温至430 ℃并保温,烧结30 min,制备直径0.6～1.0 mm、长1～2 mm的氢(氘)化锂微靶.不添加造孔剂的氢化锂和氘化锂微靶密度分别可达(0.283±0.009) g/cm3和(0.369±0.009) g/cm3.以氘化锂与造孔剂C型环二体混合粉末松装柱腔烧结制备的微靶试样密度达到(0.301±0.010) g/cm3.该造孔剂对氘化锂粉末烧结材料的物理品位、氘丰度、6Li丰度无明显影响.严格的氩气保护气氛是防止氢(氘)化锂微靶物理品位降低的有效手段.     

钯-氢体系中氢氘的排代研究

研究了一维排代条件下,Pd-H体系中气-固相间氢-氚的相互排代性能。实验结果表明：对于较细的钯颗粒（≈0.15mm),室温（≈22℃）下气体线流速在2.0～8.5cm/s范围内具有较理想的排代效果,表现反应速率主要取决于气-固界面的化学速率;在22～75℃范围内,温度对排代效果的影响较小,当温度降至10℃时,氢氚在固相内的扩散速率较小,排代效果显著变差。     

Pt-SDB疏水催化剂氢-水催化交换工艺的研究

Pt-SDB疏水催化剂氢-水催化交换工艺的研究@李俊华@康艺@阮皓@窦勤成@韩延德@雷雷@胡石林     

Pt-SDB憎水催化剂氢-水液相催化交换工艺研究

研究了以贵金属铂为活性成分、聚苯乙烯 二乙烯基苯为载体的憎水催化剂Pt SDB的氢 水液相催化交换工艺条件 ,讨论了催化剂与亲水填料在催化反应床中的填装方式、填装比例以及反应温度、交换方式等工艺条件对氢 水催化交换反应总体积传质系数的影响。结果表明 :催化剂与填料混合填装时体积比 1∶1和分层有序填装时体积比 1∶4的效果最佳 ,总体积传质系数随反应温度升高而提高 ,交换反应温度以 60℃为宜     

中国先进研究堆冷中子源氘系统充氢调试

正中国先进研究堆(CARR)冷中子源装置采用单相液氘作为冷中子慢化剂,液氘慢化剂通过堆内装置热虹吸回路封闭式自然循环和氦气夹层内低温氦气(约19 K)的冷却维持在液态状态。CARR冷中子源氘系统充氢调试的主要目的是采用氢替代氘进行首次氢装载、运行考验和氢卸载试验,验证氢装载/卸载操作程序;通过氦气制冷系统中氘气体分析仪测量氦气中的氢含量以进一步检查冷包及热虹吸回路的密封性。在充氢之前不开堆情况下启动冷源系统备用模式(SO)运行,采用含有200ppm氘气的混合氦     

高流速下钯上氢氘的排代研究

在钯氘化物上进行了高流速下氢氘的排代实验。结果表明，氘的排代效率随排代时间的增大而增加；与低压、低流速相比，高流速下排代压力的增加部分弥补了流速增大对氢氘交换速率的影响，因此仍可以得到较高的氘回收率。     

氢/氘气在改性分子筛上的吸附性能研究

在液氮温度下采用容积法研究了5A、ZSM-5及其改性沸石分子筛对氢同位素的吸附分离性能,探讨了过渡金属盐负载和球磨等改性方法对氢同位素气体吸附的影响。结果发现,改性后分子筛上气体的吸附量普遍降低,但某些改性有利于H₂和D₂的分离。     

四极质谱计测量天然水平氘氢丰度比技术研究

自制了高温铬还原制氢装置，探索了降低H3+对HD+干扰的方法。以一套氘丰度为天然水平的国家一级标准水样中的两个样品作为标准，另外两个样品作为测试样品，在GAM400四极质谱计上探索了等H2+线性校正测量值的方法，利用双标准外标氘氢丰度比差值校准系数的方法对两个标准水样进行了测量，结果与国家标准值偏差为±0.1％，最终评估测量相对不确定度为0.8％。     

利用D-D核反应研究低能区氘与重原子碰撞的屏蔽库仑势

金属材料中D-D核反应出射质子/氚产额的比值(P/T值)与出射粒子探测方向和材料中氘离子运动方向之间的夹角(探测角)相关。实际过程中,氘离子在载体材料中的多次散射将改变探测角,从而影响P/T值。因此,P/T值将反映氘离子-材料原子间的相互作用势。本工作利用10-20 keV能区氘束轰击不同材料形成自吸收靶,并测量了不同靶材料下核反应的P/T值。同时,利用自主开发的蒙特卡罗程序模拟不同能量、不同散射势下D-D核反应的P/T值。结果表明:在普适势模型下,模拟值较实验值偏大;P/T值具有原子序数(Z)相关性。     

大纵横比玻璃微球分步增压充氘氚工艺研究

对大纵横比玻璃微球充氘氚气体,采用了分步增压法。为了充气,建立了一套防氢及其同位素腐蚀的高压系统,该系统在15MPa下的漏率为3.7×10~(-4)Pa·L/s。用铀床和LaNi_5床组合起来,作为充气的气源。在不同的温度下,可获得不同压力的氘氚气体,满足了充气要求。还进行了大纵横比玻璃微球的性能研究,在室温和250℃时,该微球均能承受1.0MPa的压力,微球的内外压之比约0.51。大纵横比玻璃微球分步增压充气工艺是:在250℃时,每隔0.5h,增加0.1MPa,压力增加到1.0MPa时,平衡4h,停止加热,冷却到室温,用氘气清洗系统,取出微球进行测量,微球内的氘氚气体压力为0.51～0.54MPa,满足了物理实验的要求。     

填料及填装工艺对水-氢同位素液相催化交换效率的影响

研究了填料及填装工艺对水-氢同位素液相催化交换效率的影响,讨论了亲水填料的选型原则、处理方式、亲水填料与憎水催化剂在催化反应床中的填装比例。结果表明：选用不锈钢三角填料,填料使用前进行表面处理,亲水填料与憎水催化剂按体积比为1：4分层有序填装,均能提高催化反应床的交换效率。