鼓泡层内气态甲基碘的去除特性研究

以安全壳过滤排放系统对甲基碘的去除为背景,采用碱性硫代硫酸钠溶液作为吸收工质,对甲基碘气体的去除特性进行实验研究。结果表明:溶液温度、系统压力、气体流量以及液位是影响甲基碘去除效果的重要因素;溶液温度对甲基碘气体去除的影响表现出分区效应;在0~80℃范围内,随着温度的增加去除效率变化明显,化学反应过程是限制该区域去除效率的主要因素;当温度高于80℃时,去除效率对温度的变化不再敏感,传质过程成为影响效率的主要因素;系统压力和液位对去除效率的影响均表现为线性关系,压力和液位的提高能够显著改善气体吸收过程;相反,气相容积流量的增加会导致甲基碘气体吸收效率明显降低。研究中还进一步发现,入口气体浓度的变化对去除效率的影响很小。     

文丘里净化装置及其在核设施气态废物净化中的应用

介绍文丘里净化装置的工作原理和对气溶胶的净化机理。以气体碘为例,介绍难溶性气体污染物在文丘里净化装置中的吸收过程。探讨气-液接触面积、传质速率和传质过程效率的计算方法,分析传质过程效率的影响因素。     

气态甲基碘的溶解特性研究

以去离子水为吸收溶剂,采用一种动态的测量方法,对不同温度和压力条件下气态甲基碘的溶解特性进行了实验研究。结果表明,在温度不高于80 ℃、压力不高于0.3 MPa的参数范围内,气态甲基碘在水中的溶解规律服从亨利定律。根据测量结果计算获得了不同温度和压力条件下的溶解度系数,从计算结果发现,常压条件下,随温度的升高,甲基碘气体在水中的溶解度系数呈指数规律逐渐降低;当压力从0.1 MPa等间距变化至0.3 MPa时,溶解度系数也近似呈线性增加,不同压力下的溶解度系数随温度的变化均表现为指数递减规律。综合大量实验数据,拟合获得了适用于不同压力和温度条件下甲基碘溶解度系数的计算关系式。     

纳米零价铁去除溶液中U(Ⅵ)的还原动力学研究

采用液相还原法制备纳米零价铁（nZVI）,用来去除溶液中的U(Ⅵ),讨论了溶液pH值、nZVI质量浓度、接触反应时间和温度对去除效果的影响,并从nZVI对U(Ⅵ)的还原角度探讨了还原动力学规律。研究结果表明：nZVI对溶液中的U(Ⅵ)有很好的去除效果,其去除过程包括还原沉淀和吸附,其中还原过程符合准一级还原动力学模型;溶液pH值对去除效果有明显的影响,在溶液pH值为5.0时,去除率达到最大值96.27%。温度对去除效果有一定的影响,表观速率常数k_obs随反应温度的升高而增大,还原速率与反应温度的关系符合Arrhenius定律,反应活化能E_a为16.54 kJ/mol,低于一般化学反应的活化能（60～250 kJ/mol）,表明该反应较易进行。     

预吸附甲基碘的TEDA浸渍活性炭解吸规律初探

对于预吸附甲基碘的TEDA浸渍活性炭(碘炭)滞留碘能力进行了研究。探讨了气体流速、水浸时间、温度以及K+加入量等参数对预吸附甲基碘的TEDA浸渍活性炭的滞留碘能力的影响。结果表明:当氮气流速从0.1 m3/h增加至1.5 m3/h时,碘炭解吸的甲基碘增加了3.15倍;当水浸时间仅为0.5 h时,就发现了甲基碘的解吸;在此后测量的几个时间点(1.5 h、2 h、3 h、4 h),甲基碘的解吸量未发生明显变化;温度对甲基碘的影响不明显,在80℃以内的温度范围内,未发现甲基碘的解吸;钾离子的加入可降低碘的解吸,40 g碘炭中,当KCl的加入量为0.06 g时,解吸的甲基碘量仅为未加入KCl时所解吸的甲基碘量的56%。     

DMHP乳状液膜富集U（Ⅵ）的动力学研究

以磷酸二异辛酯（ＤＭＨＰＡ）为流动载体，对Ｕ的乳状腺膜传质动力学进行了研究。测定了外相硝酸浓度，膜相载体浓度，温度等因素对传质速率的影响，实验结果表明，该体系在硝酸介质中对Ｕ的一次回收率达９６％以上。并求得初始传质速率方程，计算了表观传质反应热。对应用该乳状液膜富集的适宜条件也进行了讨论。     

核电厂通风系统碘吸附器效率试验安全性分析

概述了核电站通风系统碘吸附器效率试验的两种方法:氟利昂法和放射性甲基碘法,并分析了每种方法实现方式及应用过程中的优缺点。对碘吸附器现场效率试验安全性进行了详细分析,并对不安全因素提出了相应的预防和处理措施,具体包括试验过程相关的安全性、系统运行条件相关的安全性以及防止除碘回路失效三个方面。     

碘硫循环中Bunsen反应液-液相分离影响因素的实验研究

Bunsen反应液-液相分离是整个碘硫循环的枢纽,H₂SO₄相与HI_x相分离效果直接影响整个循环系统的热效率。为提高两相分离效果和循环效率,对Bunsen反应平衡时液 液相分离特性进行研究。配制H₂SO₄、HI、I₂、H₂O混合溶液,研究实验条件对溶液分离效果的影响。研究结果表明,当n(H₂O)/n(H₂SO₄)小于18时,分层所需碘量随温度变化不大,之后随着溶液温度升高和水量增大,分层所需碘量明显增加;在提升温度和增加碘量的同时减小水量可有效提高溶液分离效果;增大水量可减小副反应进行程度,随着温度升高,抑制作用越明显。通过实验研究最终得到较好的分离条件。     

氢同位素催化交换过程影响因素研究

氢-水催化交换反应是研究氢同位素分离的重要手段,对反应过程中各影响因素的研究是氢同位素分离工作中的重要内容。在自行设计的不锈钢催化交换柱中,装填一定体积比的疏水催化剂与亲水填料,进行H-D体系气液催化交换实验。观察反应温度、气液摩尔比、不同原料水氘浓度对传质系数的影响,讨论了气体流速对床层压力降的影响情况。结果表明,不同气液比下,反应温度为45°C时传质系数最高。传质系数随原料水氘浓度(5.05 20.1)×10 3增加而降低,传质系数在0.58 1.17和2.65 3.56随着气液摩尔比而增加,催化交换柱床层压力降随气体流速而增加。研究发现,反应温度、气液摩尔比和氘浓度等因素均会影响氘的传质系数。     

安全壳中气相裂变产物甲基碘喷淋去除的实验研究

在压水堆严重事故工况下,积存在堆芯中的大量放射性物质会以惰性气体、元素碘、甲基碘和气溶胶等形式释放到安全壳中。这些气载裂变产物在安全壳中浓度的高低将直接影响对环境的释放量;降低事故下安全壳中裂变产物的浓度是减少裂变产物环境释放量的有效途径。对此问题进行理论和实验方面的研究,是核电安全研究中重要课题之一。本文叙述作者在理论研究工作的基础上,利用自行设计、建造的安全壳喷淋模拟实验装置,研究甲基碘的喷淋去除效果,采用气相色谱仪测定甲基碘的气相浓度,得到了不同气相温度和不同添加剂对甲基碘喷淋去除效果的影响及其规律。     

Dissolution of Gaseous Methyl Iodide into Aqueous Sodium Hydroxide Solutions

Absorption process of gaseous methyl iodide by water or sodium hydroxide solutions was investigated using a semi-flow type experimental apparatus by measuring the concentration of all measurable chemical species in both the gas and the liquid phase. The experimental temperature ranged from 288 to 311 K and the gaseous methyl iodide and aqueous sodium hydroxide concentrations were approximately 0.6×10^?3 to 7×10^?3 and 0 to 0.2 mol/dm³, respectively. It is estimated that the dissolution of methyl iodide into the sodium hydroxide solution proceeds according to the following steps.

Step (1) Methyl iodide in air dissolves physically into the aqueous phase. Physical dissolution process obeys Henry's law.

Step (2) Methyl iodide dissolved into the aqueous phase is decomposed by a base catalytic hydrolysis and produces methyl alcohol and iodide ion.

The equilibrium constants of physical dissolution were obtained from the steady concentration in both the gas and the liquid phases in the semi-flow type experiment because the hydrolysis reaction rate of methyl iodide is very slow in comparison with the physical dissolution in this experimental conditions. The obtained value of the standard heat of solution of methyl iodide into water was 7.2kcal/mol.

Salting-out effect was observed when the concentration of sodium hydroxide in the absorbent was over 0.01 mol/dm³.     

用三甲基氯硅烷/碘化钠制备气态放射性甲基碘的实验研究

本文试验研究了在碘吸附器净化系数测定中采用非剧毒试剂替代目前广泛使用的剧毒品硫酸二甲酯制备气态放射性甲基碘的可行性。试验结果表明：本文所选择的三甲基氯硅烷/碘化钠（或碘化钾）作为碘化剂与磷酰基乙酸三甲酯反应制备气态甲基碘是较好的一种替代方法,其反应条件和甲基碘产率均达到碘吸附器整机检验和核电站现场试验的要求;替代试剂对碘吸附器中的核级浸渍活性炭几乎无影响。初步判断该替代方法可代替传统的硫酸二甲酯法制备气态放射性甲基碘。     

Mechanism and Rate of Dilute Iodine Vapor Absorption by Aqueous Sodium Hydroxide Solution

The rates of absorption of iodine vapor contained in air by aqueous sodium hydroxide solutions were measured at 298 K using a liquid jet column that established a contacting time between 0.006 and 0.025 sec.

The overall mass transfer coefficient varies in a complex manner depending on the concentrations of both iodine in the feed gas and sodium hydroxide in the absorbent solution. This results from the variation of the rate controlling step in the chemical reactions taking place in the liquid film. It was concluded from the present experimental work that the mechanism of iodine vapor absorption is as follows: Iodine in air dissolves into the aqueous phase through the gas liquid interface in conformity with Henry's law. This iodine in the aqueous phase forms hypoiodous acid and iodide ions through base catalytic hydrolysis, and then the resulting iodide ions react with the iodine to generate tri-iodide ions. The instantaneous dissociation reactions of water and of sodium hydroxide have to be taken into account. Iodate slowly forms from the hypoiodous acid, but this reaction has no influence upon the overall absorption rate under the conditions prevailing in the present instance.     

Removal of radioactive methyl iodide by silver impregnated alumina and zeolite

The removal efficiency of methyl iodide for silver impregnated alumina and zeolite has been experimentally evaluated as functions of the relative humidity in the atmosphere and the amount of impregnated silver. At high relative humidities silver alumina performs with a larger removal efficiency using a smaller amount of impregnated silver than does silver zeolite. This difference is explained by effective reacting surface. The pore size dependency is correlated with the pore diffusion rate as the determining adsorption mechanism.     

用放射性甲基碘做示踪剂测量核通风系统除碘效率不同试验方法的比较研究

研究了硫酸二甲酯法、三甲基氯硅烷-磷酰基乙酸三甲酯法和同位素交换法在碘吸附器性能试验及核通风系统除碘效率试验中应用的优缺点。对三种方法的试验产率、试剂及残液毒性、试验可靠性及设备稳定性等方面进行了综合研究。研究结果表明:硫酸二甲酯法由于试剂毒性而在应用上受到一定限制;三甲基氯硅烷-磷酰基乙酸三甲酯法作为低毒性试验方法总体满足现场试验要求,但由于该方法所用试剂对试验设备会造成一定侵蚀,因此需要作一些改进;同位素交换法作为一种新颖的试验方法具有毒性低、产率高、操控简单稳定、风险较低等优点,推荐使用。     

碘同位素交换反应在碘吸附器性能评价应用中的可行性研究

依据卤代烃亲核取代反应的特性,设计了碘同位素交换反应制备放射性甲基碘的实验方案。结合核电站现场安全管理要求,对实验试剂进行物性分析和毒理分析。通过实验进行了示踪剂验证、碘同位素交换验证、实验效率分析、实验安全性分析、试剂管理及放射性残液处理等方面的研究,初步验证了用碘同位素交换反应制备放射性甲基碘在碘吸附器性能评价应用中的可行性。     

Radio-HPLC分析方法测定治疗用碘［131I］化钠胶囊的放射化学纯度

为建立放射性-高效液相色谱分析方法测定治疗用碘［¹³¹I］化钠胶囊放射化学纯度,采用十八烷基硅烷键合硅胶填充的色谱柱（4.6 mm×250 mm×5 μm）,以5.85 g/L氯化钠溶液（加入0.65 mL正辛胺并用稀磷酸调pH至7.0）-乙腈（V∶V=20∶1）为流动相,串联紫外-可见分光检测器（检测波长为220 nm）与放射性流量检测器,柱温为25 ℃,运行40 min,1.5 mL/min进行等度淋洗,可有效地将主峰碘［¹³¹I］化物与放射性化学杂质碘［¹³¹I］酸根进行分离,碘［¹³¹I］化物和碘［¹³¹I］酸根分别在0.19~92.50 GBq/L和0.15~4.81 GBq/L活度浓度范围内线性关系良好,相关系数r分别为0.993和0.997,碘［131I］化物和碘［131I］酸根的检测限分别为3.21×10^-2 GBq/L和4.74×10^-2 GBq/L,定量限分别为9.63×10^-2 GBq/L和7.91×10^-2 GBq/L,回收率为70.0%～125.0%,耐用性和精密度良好。该法适用于治疗用碘［¹³¹I］化钠胶囊的放射化学纯度测定,为制定该类药物的质量控制标准提供了技术参考。