基于光化学锂同位素分离条件的同位素比率测量

从光化学锂同位素分离实验研究的需求出发,基于其分离条件,提出了一种测量锂同位素比率的方法。该方法利用锂原子蒸气对探测光吸收峰的峰值来计算锂的同位素比率,避开了测量原子密度时所需的吸收信号频率定标与光强随频率变化积分中积分限的选择问题。该方法还根据锂同位素吸收谱的特殊性采用具有较强吸收效应的⁶Li的D₂线对应的吸收峰峰值,可在原子蒸气中⁶Li含量较低时提高对比率的测量精度。设计并搭建了实验装置,对该方法进行了测试。同一条件下所测得的同位素比率相对标准偏差小于1%,表明该方法对光化学分离方法中锂同位素比率相对变化是敏感的。这意味着该方法可作为以原子蒸气为分离介质的激光锂同位素分离研究的诊断手段。     

光化学法锂同位素分离中化学反应速率常数测量

氢气与锂蒸气的化学反应速率常数是激光化学法锂同位素分离过程的一个重要参数。本文以可调谐半导体激光器为工具,通过监测锂原子蒸气对光的吸收测量原子蒸气密度的相对变化,建立了一种测量该速率常数的方法。在光化学锂同位素分离的典型条件下测得化学反应速率常数为9.0×10^-22 m³/s。该数值对于未来锂同位素分离装置中激光照射时间和氢气密度等参数的选择具有重要指导意义。     

应用可调谐外腔半导体激光器测量锂同位素比率

采用中心波长固定的可调谐外腔半导体激光器作为光源,通过激光吸收光谱法对锂原子同位素比率进行测量。该方法利用PID温控器实现锂金属蒸发温度的控制和测量。采用激光斜入射的方式消除光路调试过程中产生的标准具效应。实验测量给出了6组不同腔体温度下⁶Li和⁷Li在671 nm附近的吸收光谱,通过对⁶LiD₁和⁷LiD₂吸收峰进行积分吸收计算,得到⁶Li/⁷Li同位素比率测量精度可达2.5%。     

激光吸收光谱法实时监测原子蒸气密度

采用固体激光器泵浦环形染料激光器作为光源,通过激光吸收光谱法对钆原子蒸气密度进行实时监测。应用光纤远距离传输提高光路稳定性,采用多步吸收光程技术,并引入参考光消除激光功率不稳定因素影响。实验结果表明：采用该方法建立的原子蒸气密度实时监测系统标准误差约为4%,可为激光同位素分离过程提供可靠数据,从而提高分离效率。     

离子引出过程的实验与数值模拟的比较

研究了原子蒸汽激光同位素分离器中离子的引出过程，将阴极离子流随时间的变化，离子引出时间受外电场和等离子密度的影响以及离子密度分布的变化等实验结果与数值模拟结果进行了比较，两者符合得较好，从实验上验证了２－Ｄ离子引出理论模型有较好的适用性。     

离子交换树脂在线分离-原子吸收光谱法测定核电厂一回路含硼酸水中的锂

压水堆核电厂一回路水化学监督采用硼 锂协调曲线控制。一回路水质含有一定量的硼酸,采用原子吸收光谱法测量一回路水质中的锂时,硼酸对锂的测量干扰显著,测量回收率明显偏低。本文采用变色强碱性阴离子交换树脂在线分离-原子吸收光谱法联用系统,利用变色阴离子交换树脂在线去除一回路水质中的硼酸,消除硼酸对锂浓度测量的影响,实现锂浓度的准确分析。结果表明,其锂浓度测量加标回收率达101.0%,相对标准偏差为0.47%（n=6）,有效消除了硼酸对锂测量的影响。本文所用系统具有结构简单、操作方便、成本低、能有效避免火焰燃烧头硼酸结晶问题等优点。     

冠状化合物在锂同位素分离中的应用

锂有两种稳定的同位素且在核能工业中都有重要的应用,工业上分离锂同位素的方法为锂汞齐法,但该法需使用大量有毒的汞,对人类健康和环境卫生带来了严重问题,因此寻找一种绿色有效的替代方法势在必行。自冠醚和穴醚合成后,在锂同位素分离上的优良特性使其成为了国内外研究热点,本工作将近40年来冠状化合物在锂同位素分离中的研究成果进行了系统的归类和总结,为该领域的进一步研究提供参考。     

离心萃取级联分离锂同位素的数学模型

萃取法分离锂同位素有望替代汞齐法消除汞害,但需多级萃取才能获得高丰度同位素,采用离心萃取机替代萃取澄清槽形成萃取级联系统可提升分离效率。基于萃取法分离锂同位素、离心萃取分离原理和级联理论,借鉴气体离心级联分离同位素的方法,引入分流比概念,建立了离心萃取级联分离锂同位素单级、多级的数学模型和级联的平衡时间模型,对离心萃取级联分离锂同位素进行计算分析。离心萃取级联是一种类似全回流矩形级联形式,取料量对级联级数有着很大的影响,级联存在最大取料丰度限制,级联平衡时间受到目标丰度和离心萃取机级停留时间(处理能力)影响,采用多步法级联可有效减少平衡时间。该数学模型可指导工艺的设计,为下一步的产业化应用提供理论依据。     

原子激发光化学同位素分离理论计算

简要介绍了原子激发光化学同位素分离方法的基本原理,应用速率方程建立了双能级原子在激光作用下与气体分子相互作用的数学模型,并利用该模型进行了模拟计算。在分析了该方法的选择性之后,重点讨论了激光功率和激光中心频率对分离效果的影响。结果表明,原子光化学分离方法具有很高的分离选择性;不同同位素原子在反应腔内的消耗速率差异很大,当采用单光子失谐激发时,随着失谐量绝对值的增大,浓缩系数先增大后减小。     

质谱法测量碳同位素丰度在气体扩散法分离乙醇中的应用

乙醇是扩散分离碳同位素的一种可行的介质,为得到气体扩散法分离乙醇的分离系数,开展元素分析-同位素比质谱法(EA-IRMS)测量乙醇中碳同位素丰度在气体扩散分离实验中的应用研究。通过文献调研,本研究优化了乙醇样品的制备流程,发展了EA-IRMS用于乙醇碳同位素丰度测定的方法,进行了稳定性测试,实现了对乙醇样品碳同位素丰度的测量。基于气体扩散法的分离实验,获取多次分离实验中精料乙醇和贫料乙醇的碳同位素丰度,经公式推导可计算得到乙醇扩散分离碳同位素的基本全分离系数。本研究为未来开展以乙醇为介质扩散分离碳同位素实验提供了分析基础。     

Metallographie Observations on Creep Deformation of Magnox AL80

A study, with emphasis on metallographic observations, has been made on the creep deformation of Magnox AL 80 at 250°, 300°, 350° and 400°C.

The creep deformation at 250°C is quite different from those at 300°C and above. With deformation at 250°C, grains break clown into cells, that are marked and are smaller in size nearer the grain boundaries. This phenomenon however cannot be observed in specimens subjected to creep at higher temperatures. Wavy grain boundaries, caused by uneven migration, are seen at 250°C, while projection of grain boundaries, caused by localized migration, often occurs at higher temperatures.

It is thought that creep cavities are nucleated at the tips of the ripples and projections of the grain boundary, which act like jogs and triple points.     

双柱周期逆流法分离氢同位素

将具有正、反氢同位素效应的2种贮氢材料Pd和LaNi_4.7Al_0.3结合,组成双分离柱,测试了原料气氘原子摩尔分数为0.5和0.1的2种混合气体的流出曲线,并进行了周期逆流方式的分离实验。实验结果表明,该分离方法具有较高的分离效率,产品气的氘原子摩尔分数一般大于0.995。改进方式后分离氘原子摩尔分数为0.1的原料气,产品气的最大氘原子摩尔分数为0.998,最大氘富集比为9.98,氘的回收率为92.5%,尾气中氢原子摩尔分数大于0.996,全分离因子大于120 000。     

用于多组分分离的中间取料矩形级联的优化设计

多组分同位素混合物的某一中间组分通常在分离级联的中间某级达到峰值,但一般的级联均采用从级联组两端取出产品和废料的工艺。为得到丰度较高的中间组分产品,最好在级联中间取料。本工作研究矩形级联中使用中间取料方式以提高级联分离的中间组分丰度。通过数值模拟计算和数值优化,研究了级联两端取料量和级联供取料位置等参数对中间取料中目标组分丰度的影响。采用单参数分析,估计了级联各参数的取值范围以及它们对目标组分丰度的影响。通过优化计算,在供料丰度和流量不变、产品流量不变的情况下,得到了可以生产更高丰度中间组分产品的级联。     

Uranium Isotope Separation by Cation Exchange Chromatography Using Uranous Sulfate Complexes

A nearly ideal displacement chromatography has been realized with an eluent of MgS0₄ and H₂SO₄ in the study of uranium isotope separation by means of cation exchange chromatography using uranous sulfate complexes. Uranium-235 was enriched at the end of the chromatogram and ²³⁸U was enriched at the front. Two long distance displacement experiments have been carried out, keeping an isotopic plateau region on the chromatogram. Consequently, good accumulation of the isotopic fractionation based on uranous-sulfate complex formation reactions obtained. The separation coefficient ε of this system was estimated to be about 5×10^?5.     

钯钇合金膜分离器的氕氘分离系数测定

文章设计钯钇合金膜氢同位素分离器，并系统研究分离系数与温度、分流比、气体流速等因素间的关系。研究结果表明：分离系数随温度的增加而下降，在573～723K范围内，对于66.2%H2-33.8%D₂气体，当进料流速为5L/min、分流比为0.1时，分离系数由2.09下降至1.85；而当分流比为0.2时，分离系数由1.74下降至1.52。随着分流比的增大，分离系数逐渐降低。在573K下，进料流量为5L/min时，对于15.0%H2-85.0%D₂，当分流比由0.050增大至0.534时，分离系数由2.43降低至1.35；对于66.2%H2-33.8%D₂，当分流比由0.050上升至0.688时，分离系数由2.87下降至1.30。对于一定的分离过程，原料气体流速存在最佳值，达到该值时，分离系数最大。     

三种模型级联的比较

模型级联在多组分同位素分离的级联理论研究中有着重要的地位。本文介绍了级联研究中三种常用的模型级联,即Q级联、准理想级联和相对丰度匹配级联,包括模型的背景和意义、基本性质、实际应用等。通过对比三种模型中一些关键参数的解析表达式以及分离特性,说明了三者具有很大的相似性和内在联系。对比结果表明,相对丰度匹配级联是准理想级联的一种特例,而Q级联虽是一连续流量级联,但类似于准理想级联,其各组分分流比近似为常数,且二者的分离特性均以相似的规律取决于一虚拟组分分子量M*,二者也可视为同一类级联形式。     

大环聚醚萃取铀(Ⅵ)同位素单级分离因子测定

化学交换法富集铀同位素自曼哈顿计划时期开始已做过大量研究,直到七十年代后期,日本和法国分别宣布以四、六价铀和三、四价铀化学交换体系富集铀-235的研究取得成功,此后两国一直在进行扩大实验。     

62Ni同位素的分离制备

微型核电池是目前航天器仪器、设备理想的电源。⁶³Ni是镍电池的核心工作物质。通过在反应堆中辐照高丰度的稳定同位素⁶²Ni,能产生放射性同位素⁶³Ni。为保证⁶²Ni的丰度达到要求,本文开展了⁶²Ni同位素的分离制备研究,进行了磁场及束流输运计算,对离子源及接收器口袋进行了改进设计,制定了电磁分离法分离高丰度⁶²Ni的工艺流程。利用现有的电磁同位素分离器,开展了用电磁分离法分离高丰度、高纯度⁶²Ni稳定同位素的实验,最终获得了丰度≥90%的⁶²Ni同位素。