氘化钛中氘扩散和表面复合行为研究

用核反应分析（ＮＲＡ）、前向反冲分析法（ＥＲＤ）、背散射谱法（ＲＢＳ）等离子束分析方法研究了ＴｉＤｘ／Ｍｏ样品中氘的行为。结果表明，在以化学形式存在的ＴｉＤｘ／Ｍｏ样品中氘均匀分布。在ＴｉＤ１．５／Ｍｏ膜表面存在一层２６ｎｍ的氧化层，氧含量为１．４×１０１７ｃｍ－２。达到氘化钛大量明显分解温度（３４３℃）时，氘在氘化钛中扩散系数为２．３×１０－８ｃｍ２／ｓ，表面复合系数为１．９×１０－２７ｃｍ４／ｓ。扩散系数与温度呈指数关系Ｄ＝Ｄ０ｅ－Ｅ／ｋＴ。随着表面氧含量的增加，氘在氘化钛表面复合系数逐渐减小。在ＴｉＤ１．５／Ｍｏ样品表面镀上一层约８０ｎｍ的铜膜后，复合系数增大。     

放化法测量~（79）Se的半衰期

长寿命裂变产物核素￣（７９）Ｓｅ的半衰期还没有被准确地测量过，文献中一直引用１９４９年测定的值：Ｔ＿（１／２）≤６．５×１０￣４ａ。本工作应用放化法测量了￣（７９）Ｓｅ的半衰期。从中子照射的铀靶中分出放化纯的￣（７９）Ｓｅ，并用液闪谱仪测量其活度。利用￣（９０）Ｓｒ、￣（１３７）Ｃｓ作为监测核计算出铀靶的裂变数，然后根据裂变产额得到￣（７９）Ｓｅ核数。得到的￣（７９）Ｓｅ的半衰期为（４．８±０．４×１０￣５ａ。）     

氘在钛中的扩散行为

对以氘化钛形式吸附在金属钛中的氘的扩散行为进行了研究。样品经电子束加温至３４３℃，用＾４Ｈｅ－Ｄ前向反冲方法测量氘化钛分解后氘在钛表面和内部的浓度分布。由扩散方程求得吸附的氘化钛样品中氘的扩散系数和表面复合系数，并与通过向钛中注入氘的方法得到的结果进行了比较。     

氧化层对钛吸附与解吸氘的动力学影响研究(Ⅱ)--氧化层对氘化钛热解吸动力学的影响

测定了3种不同氧化层厚度的氘化钛在873～1073K范围内的热解吸反应速率常数,得到673K下氧化5、2h的氘化钛和未经氧化处理的氘化钛热解吸氘的活化能分别为(29.0±1.0)、(27.6±1.0)和(24.9±1.4)kJ/mol。实验表明:氘化钛表面氧化层具有阻氘性能,氘化钛表面氧化层越厚,表观活化能越大。     

氘在Ti-32Mo-5Nb合金中的行为

利用质子增强背散射和Ｘ射线衍射等方法,对氘在β相相的Ｔｉ－３２Ｍｏ－５Ｎｂ合金中的深度分布及Ｔｉ３２－Ｍｏ－５Ｎｂ合金吸氘前后的相结构等进行了分析研究。结果表明：该合金在低温阶段的吸氘速率明显现于纯钛,平均氘钛原子 ２．５,其中一部分氘与合金中的钛生成ＴｉＤ１．９７１,另一部分氘则固溶在Ｔｉ－３２Ｍｏ－５Ｎｂ合金中。     

低能氘离子束轰击固体靶产生的远程D-D核聚变现象研究

利用强流低能氘离子束轰击由吸氢金属形成的氘自吸收靶，研究固体内Ｄ－Ｄ聚变反应规律。并通过对实验测得的Ｄ－Ｄ聚变伴随粒子能谱，探索Ｄ－Ｄ聚变反应与靶材料结构的相关性。同时，利用氘团簇离子（ｄ＾＋３）氘核（ｄ＾＋）束轰击吸氘固体，研究固体内Ｄ－Ｄ聚变反应的特性。实验中观测到了伴随离子能谱中介于质子峰（３ＭｅＶ）和氚峰（１ＭｅＶ）之间的一个宽峰。结果分析表明，该峰是由固体靶内超出离子射程几倍至十几倍处发     

氢/氘化钛热解吸的动力学同位素效应

在高真空金属系统上测定了氢化钛和氘化钛在恒容体系中、350~550℃温度下热解吸氢和氘的P-t曲线;应用反应速率分析方法计算了各自在不同温度下的反应速率常数,得到氢化钛和氘化钛热解吸的表观活化能分别为27.1±0.4和42.3±1.9 kJ/mol。氘化钛热解吸氘的表观活化能高于氢化钛热解吸氢的表观活化能,表现出显著的热解吸动力学同位素效应,表明氘化钛热解吸时需要更高的初始能量;同时也说明氘化钛在相同条件下比氢化钛更稳定。     

金属镱低压吸氘研究

在真空系统中的氘压低于0．1MPa条件下研究了金属镱的吸氘性能，并对不同原子比的氘化物的物相进行了分析。在常压、300℃下，金属镱吸氘不明显；400℃时，金属镱经较长时间活化后吸附一定量的氘；500℃时，镱升华。400℃时的吸氘实验结果表明：从活化至开始吸氘直至吸附平衡需很长时间；氘／镱原子比的高低与吸氘时间有关，饱和吸时的原子比最大为2．00；金属镱为面心立方（fcc）结构，a0=0.5492nm。具有不同原子比的氘化镱的X射线衍射（XRD）分析结果显示：氘化镱有2种结构，即面心立方结构（a0=0.524nm）和正交结构（a0=0.588nm、b0=0.358nm、c0=0.678nm）；金属镱吸氘后，立方结构氘化镱晶格常数及晶胞体积均发生收缩现象，收缩率分别约为4％和11％。正交结构氘化镱晶本积收缩约14％。     

基于激光诱导击穿光谱的氢同位素定量分析技术研究

激光诱导击穿光谱（Laser Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS）技术是对材料中元素的组成成分和含量进行测试和分析的一种新技术。针对储氢材料中氢同位素的含量及分布问题,开展了LIBS定量分析技术应用研究。采用体材钛片材料,分别制得不同氢氘原子浓度的氢氘化钛样品,利用LIBS对氢氘化钛样品中氢原子和氘原子含量进行了定量分析。钛元素的发射光谱谱线结合玻尔兹曼图计算得到了等离子体温度为（16 000±1 000） K。利用内定标法,对分别绘制的氢、氘的定标曲线进行积分强度修正,成功地把线性度提高了4%,氢同位素定量分析误差降低了2.8%;同时,根据定标曲线,计算出了相同条件下的氢氘浓度,并与样品制备过程通过压降法得到的浓度值进行了对比。结果显示：采用内定标法的LIBS定量分析技术能够较准确地测量含氢同位素样品的氢氘浓度,氢平均测量误差为3.19%,氘测量平均误差为1.94%,其信号增强效果和数据精确度能够满足定量分析的要求。     

氘化镱热分解研究

在400℃和初始氘气压力分别为6．53、3．41和1．32MPa下，通过镱与氘气反应，制备出D／Yb原子比分别为2．90、2．53、2．23的氘化镱样品。YbD2.90为面心立方结构，a0=0.5205nm，600℃解析后得到的产物YbD2.06为正交结构（a0=0.5870nm、b0=0.3572nm、c0=0.6794nm）和另一面心立方结构（a0=0.5233nm）的氘化镱。YbD2.53和YbD2.23均由正交结构和面心立方结构氘化镱组成。热分析结果表明：4种氘化镱样品的DSC曲线上均有3个吸热峰，分别是面心立方结构（a0=0.5205nm）、面心立方结构（a0=0.5233nm）和正交结构氘化镱的热解析峰；随吸氘原子比增大，相对应的吸热峰向低温方向位移。