防氚高分子复合材料的制备及其性能

利用氯化聚乙烯、聚偏二氯乙烯(Polyvinylidene chloride,PVDC)、高密度聚乙烯等高分子材料复合防氚材料。采用渗透实验测量氚气渗透率;通过测量断裂强力和剥离力测量力学性能;通过测量浸泡化学试剂前后的溶失率、断裂强力下降率、剥离力下降率等表征材料的耐化学性能。结果表明,氚气在防氚高分子复合材料中的渗透率为3.44×10-10 m3/(m2?s);与PVC相比,氚气渗透率降低约70倍。PVDC薄膜复合后断裂强力提高约20倍,经纬向断裂强力为721 N。防氚高分子复合材料浸泡5种化学试剂后,最大溶失率为0.29%、断裂强力最大下降率为5.1%,其力学性能、耐化学性能均满足《防护服装酸碱类化学品防护服》(GB24540-2009)等相关标准的要求。     

复合防氚材料阻氚性能的测定

本文介绍借助以水捕集渗透氚的方法测定复合防氚材料阻氚性能的原理、实验装置和结果。实验结果表明,不同的复合防氚材料相对于74~#氯丁像胶的氚气渗透率约为1/(29)—1/(16),说明这些材料的阻氚性能普遍优于氯丁橡胶。     

TBM TES手套箱泄漏事故下氚浓度与通风关系研究

为了分析TBM TES室内通风是否能在手套箱发生氚泄漏时控制室内氚浓度在安全剂量值,采用Fluent对手套箱的氚泄漏和扩散进行模拟,得到不同通风下手套箱泄漏时的氚泄漏速率以及室内氚浓度分布,并对比分析了模拟数据与理论数据。结果表明TES手套箱泄漏速率为1.41×10~(-5)g/s和1.02×10~(-5)g/s时,分别为5次/h和8次/h的换气通风能控制室内氚浓度在安全剂量值2.0×10~(10)Bq/m~3内;而氚泄漏速率为1.56×10~(-5)g/s时,3次/h的换气通风不能控制室内氚浓度在安全剂量值内;模拟结果与理论结果相一致。结果为TES通风除氚设计提供了理论依据。     

Pt-SDB疏水催化剂中残氚的测量

研究了Pt-SDB疏水催化剂中残氚测量方法。待测样品经5A分子筛三级干燥和真空热处理排除催化剂表面吸附氚、微波消解制样后,液闪测得残氚量为1.69×104Bq/g,测量不确定度为10%(K=2)。     

氚污染手套箱内壁及金属去污实验

对氚污染手套箱内壁及金属采用擦拭去污和可剥离膜去污。擦拭去污后,手套箱内壁残留氚污染水平降低到20Bq/cm2以下。对氚污染水平高处采用SO42－/TiO2固体超强酸掺杂可剥离膜或聚乙烯醇（PVA）可剥离膜去污,去污因子高,而氚污染水平低的金属通过可剥离膜去污后残留氚为20Bq/cm2。     

FEB-E氚泄漏分析

由于氚本身非常昂贵而且氚的泄漏将造成环境污染,因此氚的控制对D-T加料的聚变堆来说是非常重要的问题。通常规定聚变堆环境周围总的氚泄漏率应<3.7×10~(11)Bq·d~(-1)。在聚变实验增殖堆FEB-E设计中采用高压氦气冷却,液态锂作氚增殖剂,因而氚与增殖材料之间具有强的化学亲合力。在正常工作条件下,     

氚在真空贮存容器材料中的吸附和渗透行为

研究了贮存氚靶约4 a和20 a的两个316 L不锈钢真空贮存容器(以下简称贮存容器)及其垫片材料对氚的吸附行为,并对氚在贮存容器材料中的渗透速率进行了测量和分析。结果表明,贮存容器外表面氚污染为几十Bq/cm2,不锈钢与陶瓷中吸附的氚活度均为106Bq/g;热解吸至1 273 K过程中,材料中99%的氚释放出来;在解吸出的氚中,陶瓷中的HTO比例高于不锈钢;贮存温度对氚靶贮存容器的渗氚速率有较大影响,夏季约为冬季的4倍。上述结果提示,氚在贮存容器材料内表面吸附后,一部分会向晶格扩散并滞留下来;另一部分则透过材料向外环境渗透,其中温度是影响氚向外环境渗透的主要因素之一。     

某压水堆核电厂辐射控制区氚化水蒸汽监测

压水堆核电厂一回路冷却剂中的部分氚会通过废液和废气排放系统排放至工作环境中。本文报道某压水堆核电厂辐射控制区气态氚的监测结果:运行期间气态氚浓度范围为<LLD～9.21×10² Bq/m³;大修期间为<LLD～3.14×10³ Bq/m³。监测结果显示,压水堆核电厂运行初期工作环境中氚浓度较低,工作人员在现场工作无需采取额外的防护措施以及进行氚内照射剂量监测。     

SiC薄膜的阻氚性能研究

在不锈钢基体表面用离子束混合技术沉积SiC薄膜,然后用能量为5 keV的H+对其辐照直至剂量达到1×1018/cm2,再用二次离子质谱分析(SIMS)分析H+在SiC薄膜中深度分布和正离子谱,研究薄膜的阻氢性能和阻氢机理;最后采用渗透实验对涂覆在不锈钢基体表面的SiC材料的氚渗透系数进行测试,对其阻氚性能进行验证.结果表明,在不锈钢基材表面涂覆的SiC薄膜具有良好的阻氢性能,可将氚的渗透率降低4个数量级以上,SiC薄膜的阻氢是由于氢与薄膜中的硅、碳悬挂键反应形成诸如C-H、C-H2、C-H3、Si-H、Si-H2和Si-H3引起的.     

氚β辐射对神经细胞迁移相关因子表达的影响

以0、3.7×103、3.7×104、3.7×105及3.7×106Bq/mL的氚水(HTO)照射原代培养的神经细胞,照后24小时用Leica AF 6000活细胞工作站测细胞迁移距离,Fluo-3-AM荧光探针负载和流式细胞仪测定细胞内游离钙离子浓度,Western blot法分析细胞内β-tubulin和NCAM蛋白变化,以探讨氚β辐射影响神经细胞迁移的机制。结果发现,随着氚水浓度增大,氚照射剂量的增加,神经细胞迁移距离逐渐减小,细胞内游离钙离子逐渐增多,β-tubulin和NCAM表达逐渐减弱。提示氚β辐射可使神经细胞迁移相关调控因子产生变化,影响其迁移。     

氚气接触吸收严重程度评估—一起氚内照射事件的启示

本文以一起氚气内照射事件中工作人员的尿氚测定结果为依据,试对氚气接触吸收的严重程度进行一些定量分析。结果表明,皮肤跟被氚气污染了的金属表面接触时所吸收的氚与相同面积的皮肤在相同时间内从与污染金属表面处于吸附解吸平衡状态的含氚空气中浸没吸收的氚的比值约为5×10~3;双手臂与污染金属表面接触所吸收的氚与呼吸道和全身皮肤从空气中浸没吸收的氚之和的比值约为2×10~2。从而强调了氚气接触吸收的严重性。     

反应堆退役废物中氚含量的测定方法研究

本文介绍了反应堆退役废物如不锈钢、碳钢锈垢、合金铝和水池底泥固体样品介质中氚含量的测定方法。建立了高温加湿解析、催化氧化、鼓泡器收集的分析方法，并对该方法中有关参数的确定及测量结果的准确性进行了讨论。     

氚在橡胶中的渗透

本文介绍了氚在橡胶中的渗透原理,并对10多种橡胶材料的氚渗透性能进行了测量。测量结果表明,天然橡胶的氚渗透系数最大,74氯丁橡胶最小;氚气(HT)对天然橡胶的渗透系数是74氯丁橡胶的1.58倍;厚度为1mm的74氯丁橡胶和天然橡胶膜片达到稳态渗透所需延迟时间分别为72和4小时,相差18倍。     

Calibrating a gas chromatograph to measure tritium using calorimetry

The availability of calibrated gas mixtures in a tritium plant is an important precondition for correct analysis of unknown gas samples because a quantitative analysis with a gas chromatograph (GC) requires frequent calibration checks. To calibrate a GC for tritium, certified gas mixtures with different tritium concentrations are necessary. These mixtures can be produced directly in a laboratory. In this case an independent method is needed to determine the tritium concentration in the mixture with high accuracy. Calorimetry is the method of choice because its accuracy is better than 1% and it is non-destructive method.Using the closed tritium loop of the Tritium Laboratory Karlsruhe (TLK), different mixtures containing tritium in the range 1–100% have been produced and measured with one of the in-house calorimeters. After that the GC of the CAPER facility at TLK has been calibrated several times with an uncertainty of a few percents.     

Tritium management and safety issues in ITER and DEMO breeding blankets

Safe, reliable and efficient tritium management in the breeder blanket faces unique technological challenges. Beside the tritium recovery efficiency in the tritium extraction and coolant purification systems, the tritium tracking accuracy between the inner and outer fuel cycle shall also be demonstrated. Furthermore, it is self-evident that safe handling and confinement of tritium need to be stringently assured to evolve fusion as a reliable technique. The present paper gives an overview of tritium management in breeder blankets. After a short introduction into the tritium fuel cycle and blanket basics, open tritium issues are discussed, thereby focusing on tritium extraction from blanket, coolant detritiation and tritium analytics and accountancy, necessary for accurate and reliable processing as well as for book-keeping.     

大气与雨水中氚（HTO）的浓度

本文介绍了秦山核电厂附近和本站院内１９９１年大气与雨水中氚浓度的年分布，大气和雨水中氚的年平均浓度分别为２８．０ｍＢｑ／ｍ＾３和２．１２Ｂｑ／Ｌ；四季浓度顺序分别为夏＞春＞秋＞冬和春＞秋＞夏＞冬。大气氚浓度在５月份有一峰值５６．９ｍＢｑ／ｍ＾３；雨水中氚浓度以３月与１０月最高，分别为３．８３Ｂｑ／Ｌ与３．４７Ｂｑ／Ｌ。     

聚变实验增殖堆氚系统设计研究(英文)

介绍了核工业西南物理研究院聚变实验增殖堆工程概要设计(FEB-E)中的氚系统设计研究。第一部分介绍包层氚增殖区的划分、几何尺寸、装料特征和用蒙特卡罗程序计算得到的液态锂中的氚浓度分布;第二部分描述根据聚变堆氚物理基础构造的氚循环系统,共分成 10 个子系统及它们之间氚的流程图。运用研制的程序SWITRIM 计算了各个子系统中的氚投料量随时间的变化,满功率运行一年后各个子系统中的氚投料量。研究结果表明起动 143 MW 聚变功率 FEB-E 堆所需要的初始氚投料量大约为 319 g。第三部分对不同的运行状态下的氚泄漏问题进行了分析。潜在的氚泄漏危险可能来自于偏滤器系统从等离子体中抽出的气体。得到的结论是提高FEB-E 堆芯等离子体的燃耗份额从而减少氚的通过量对降低氚的泄漏危险是重要的。     

Tritium diffusivity in crystal grain of Li2TiO3 and tritium release behavior under several purge gas conditions

It has been reported by the present authors that behavior of tritium release from solid breeder grain is consisted of diffusion in grain, tritium transfer at surface layer and surface reactions on grain surface such as adsorption or isotope exchange reactions. Tritium release curves estimated using the tritium release model gave good agreement with observed tritium release curves from Li₄SiO₄, Li₂ZrO₃ or LiAlO₂.

Tritium release behavior from Li₂TiO₃ under humid purge gas, dry purge gas and dry purge gas with hydrogen conditions is discussed in this study, tritium release curves using the release model that we proposed previously give a good agreements with experimental tritium release curves. Tritium effective diffusivity in the crystal grain of Li₂TiO₃ is also estimated in this study using a curve-fitting method applied to the release curves obtained under the humid purge gas condition. It is discussed that change of color of Li₂TiO₃ surface under hydrogen purge gas condition is observed and this phenomenon might affect tritium release behavior from Li₂TiO₃.     

Purex流程中氚的行为研究

研究了氚在Ｐｕｒｅｘ流程中的行为。测量了氚和ＨＮＯ_３在３０％ＴＢＰ－煤油和水相之间的分配比，研究了γ辐照和铀浓度对氚分配的影响及辐照对氚在有机相中保留的影响。萃取到有机相中氚的洗涤实验表明，洗涤是一种氚在两相间重新分配的简单过程。对氚在一循环中的行为进行了台架实验，结果表明，１Ａ混合－澄清槽（６级萃取，９级洗涤）中对氚的去污系数在１０~４以上，并且氚主要集中在１Ａ的萃取段，残留在１ＡＰ中的氚易在附加的氚洗槽（５级）中去除。