常温活性炭滞留床实验研究中的^85Kr气体监测系统

本文介绍了在常温活性炭滞留床实验研究中所使用的几种~(35)Kr放射性气体监测系统,即大、小流气式闪烁室计数器与电离室型低能β监测仪的结构、性能与刻度方法。     

气-固色谱法测定椰壳活性炭对CO_2载气中 Xe 的动吸附系数

本文介绍用国产 SP-2305E 型气相色谱仪测定了椰壳活性炭对 CO_2载气中 Xe 的动吸附系数。使用的检定器是热导池,色谱柱为φ4×240mm 的不锈钢管,柱内装60—80 目椰(二)-2型椰壳活性炭。载气中 CO_2含量～87%。实验分别以脉冲进样方式在15.5、31.5、50.5℃条件下和以连续进样方式在～16℃条件下共测定了四组 Xe 的动吸附系数。同时,还绘制了一组 Xe 的吸附等温线和吸附等容线,并求得该实验体系中 Xe 的吸附热为2820cal/mol。     

低温下活性炭吸附分离Kr和Xe

研究了低温下活性炭吸附分离Kr和Xe的方法。Kr和Xe混合气在-78 ℃活性炭吸附柱上进行富集,根据Kr、Xe在活性炭柱上脱附条件的差异实现了Kr和Xe的分离。结果表明,Kr和Xe的回收率均大于90%,Kr样品中Xe的去污系数达10⁴以上,Xe样品中Kr的去污系数达10³以上。     

吸附法净化高温气冷堆He载气中Kr、Xe的研究

用椰子壳活性炭吸附剂固定床吸附法去除高温气冷堆He载气中Kr、Xe杂质。获得了Kr、Xe在椰子壳活性炭上的动吸附规律。考察了吸附温度、浓度、流速及床高等因素对保护作用时间、完全饱和时间、吸容量的影响,获得最佳运行参数。结果表明：采用椰子壳活性炭可以除去高温气冷堆He载气中Kr、Xe等有害杂质,满足净化系统的要求。     

氙在活性炭和碳分子筛上的动态吸附性能

为筛选氙的吸附剂,研究了氙在活性炭和碳分子筛(CMS)上的动态吸附性能,探讨了氙浓度、气流比速、温度、载气、压力和CO2等对氙动态吸附系数的影响。结果表明,CMS1对氙的吸附能力最强,其次为CMS2;低于10-5mol/L的氙浓度、实验气流比速以及5×10-5mol/L以下的CO2浓度对氙动态吸附系数影响不明显;载气种类和高于5×10-5mol/L的CO2浓度对氙的动态吸附系数有一定影响;吸附温度和吸附压力对氙动态吸附系数影响较大。提高吸附剂吸附氙能力的方法主要是降低吸附温度和增加吸附压力。     

活性炭吸附测氡法静态吸附系数测量研究

建立了一种简便的静态吸附系数的测量方法,并对相关活性炭吸附氡的静态吸附系数进行测量,将测量结果与相同条件下动态吸附法测量的相应结果进行对比。从比较结果来看,静态吸附系数K_s与动态吸附系数K_d的比值恒定,接近于1。这种方法可用于活性炭种类的筛选和吸附条件的初期探索,可为最终活性炭吸附的工程条件的选择和确定节省大量的初期工作。此外,此方法也可为其他吸附材料对氡吸附系数的初步测量及相关测量研究提供一种简单快速的测定方法。     

活性炭纤维在低温下对Kr的静态吸附

研究了粘胶基活性炭纤维(Viscose-based ACF,VACF)、沥青基活性炭纤维(Pitch-based ACF,PACF)和颗粒活性炭(Grain activated carbon,GAC)在201K时对Kr的静态吸附等温线和吸附速度,并与同样条件下VACF对Xe的吸附进行了比较。结果表明：在201K条件下,VACF对Kr,Xe具有基本相同的平衡吸附容量,但VACF对Kr的吸附速度要大于对Xe的吸附速度。     

活性炭对85Kr气体的吸附特性研究

阐述了活性炭对^85Kr吸附作用的测量原理及方法,并针对在一定的抽气速度的情况下,给出了取样时间与活性炭计数率的关系曲线和^85Kr的浓度与活性炭计效率的关系曲线。     

活性炭高压吸附氡气技术研究

加压是提高活性炭吸氡效率的有效途径之一,但加压又伴随着不利于氡吸附的温湿度变化。为此设计并构建了消除这些不利变化的活性炭高压吸附装置,模拟了5种活性炭吸附环境,研究了动态吸附系数与压力、温度、湿度的关系。实验结果表明,增加系统压力并降低相对湿度和吸附温度,活性炭吸附氡气的动态吸附系数得到成倍的提高,高压低温低湿状态（0.6 MPa,0 ℃,20%~24%）的动态吸附系数是常压常温常湿状态（0.1 MPa,28 ℃,54%~65%）的5倍。此研究为今后开展加压吸氡技术相关影响因素的系统研究和高效除氡装置的研制打下了基础。     

常温下氙在椰壳活性炭上的吸附性能

利用脉冲进样气相色谱法研究椰壳活性炭常温吸附Xe的性能,获得了氙在椰壳活性炭上的吸附系数与温度、气体流速、Xe浓度的关系。研究结果表明：在20～50℃温度范围内,温度每升高1℃,Xe的吸附系数下降3%;气体流速在5～10cm/s范围内,Xe的吸附系数不受气体流速影响;气流中Xe浓度小于10^-3mL/mL时,其吸附系数亦不受影响。     

^133Xe示踪剂法研究活性碳纤维对大气本底水平氙的吸附性能

用^133Xc作示踪剂研究了市售活性碳纤维对大气本底水平氙的吸附性能,并与粒状活性炭的吸附性能作了比较;测定了市售活性碳纤维的吸附效率。结果表明,市售的几种活性碳纤维在低温下对大气中氙的吸附性能均优于粒状椰壳活性炭。     

放射性惰性气体分离与分离材料研究进展

放射性惰性气体氙(¹³³Xe)、氪(⁸⁵Kr)与氩(³⁷Ar)是重要的气体裂变产物,主要产生于核电站反应堆、地下核试验、乏燃料后处理等人类核活动中。放射性惰性气体的快速高效分离、分析与检测在核军控核查、核环境监控、核燃料循环等领域中均有重要意义。利用固体多孔吸附材料在室温环境下从复杂环境气氛中选择性地将目标放射性惰性气体高效吸附分离出来是目前最简单与高效的方法。近些年发展的金属有机框架材料、多孔有机框架材料、多孔有机聚合物等新型多孔材料在惰性气体Xe与Kr的分离上已经展现出优异的性能与良好的应用前景。本文系统性地综述了放射性惰性气体(Xe、Kr、Ar)分离与分离材料的研究进展,并对未来研究趋势进行了展望。     

活性炭对氙的动态吸附性能及其结构表征分析

近年来,活性炭吸附放射性氙被越来越广泛应用于核电项目的尾气处理中。活性炭对氙的动态吸附系数与其孔结构关系甚大,而相关研究却很少,因此有必要研究二者的关系,为活性炭的选择与开发提供参考。本研究通过动态吸附平台测定温度为25C、表压为0时的四利活性炭对氙的动态吸附系数,并利用氮气吸附以及扫描电镜对活性炭进行分析表征。结果表明,比表面积为991.9 m~2/g的JH12-16活性炭对氙的动态吸附数最大,且活性炭对氙的动态吸附系数不和比表面积或孔容成正比关系。中孔和大孔对吸附氙只是起着通道作用,最佳吸附氙的孔径在0.55-0.60 nm。     

Kr、Xe高压气体电离室时间特性研究

对充氪、氙气体的高压电离室的时间响应特性进行理论分析和推导，分别对这2种气体及其混合气体电离室在射线入射后的脉冲上升时间进行测量。测量结果与理论计算值吻合。由此验证了此类电离室响应时间可达到10ms以下，满足成像要求。      

^99Tc在活性炭上的吸附行为

一、前言在高放废物处置中,~(99)Tc是长半衰期的裂变产物(T_(1/2)=2.12×10~5a),多以阴离子TcO_4~-形式存在于溶液中。已经证明,一般地质介质及回填材料对锝的吸附很差,因此,研究对锝有较高吸附性的材料已经引起人们的重视。其中,人工材料活性炭对锝的吸附也进行了研究,结果表明,活性炭对锝有较高的吸附性,特别是椰壳活性炭对锝的吸附性更好。     

活性炭对土壤氡吸附饱和性能研究

选用六组不同类型的活性炭,通过室外对土壤氡的吸附饱和实验,研究了活性炭对低射气土壤氡的吸附行为。实验结果表明:不同类型的活性炭对土壤氡的吸附饱和时间不同,均远小于30 d,吸附性能较好的椰壳活性炭在第八天即达到吸附饱和;不同类型活性炭的吸附饱和浓度差异也较大。因此,在低射气区进行活性炭吸附氡气测量时,应选择小粒径的椰壳活性炭作为吸附载体。     

气流比速对活性炭氡吸附影响研究

为提高活性炭的氡吸附效率以及为降低氡净化成本提供参考,研究了在主动吸附模式下,设置活性炭在不同气流比速的条件下进行氡吸附实验,测量活性炭的氡吸附量。杏壳活性炭与煤质活性炭的氡吸附量随气流比速度的增加,没有较大变化;气流比速在0.9~2.0 cm/s依次增大时,椰壳活性炭的氡吸附量没有较大变化。气流比速在2.0~3.1 cm/s依次增大时,椰壳活性炭的氡吸附量呈先增加后降低的趋势,当气流比速为2.7 cm/s左右时,椰壳活性炭氡吸附量达到峰值,可选取2.7 cm/s作为椰壳活性炭氡吸附的最佳气流比速。     

活性炭对氡吸附性能的影响因素研究

为了防止室内空气氡危害人体健康,采用被动式活性炭盒法,利用带铅室的低本底NaI (Tl)闪烁探测器测量活性炭样品的γ能谱总净计数,分别研究活性炭的吸附时间、干燥性、用量和放置位置对氡吸附量的影响,精确测量室内空气中的氡浓度。结果表明,最佳吸附时间为3 d或4 d;干燥的活性炭对氡的吸附能力强,前3 d,烘干活性炭的吸附量大于未烘干活性炭,最终两者吸附量相当;当氡在活性炭中的渗透深度小于活性炭的装填深度时,不同用量的活性炭对氡的吸附量相当,随着渗透深度增大,活性炭用量多的吸附量大;在氡浓度不均匀的密闭室内,活性炭放置位置对氡的吸附量无影响。综上所述,采用活性炭盒法测量室内空气氡浓度,应采用烘干、适量的活性炭,吸附时间为3 d或4 d,且不需考虑活性炭在室内的放置位置。     

气体裂变产物88Kr的放化分离方法

为了制备满足88Kr核参数测量的样品,本工作研究了88Kr的放化分离方法。以85Kr、125Xe为放射性示踪剂研究了活性炭柱对Kr和Xe的吸附分离条件。结果显示,在0℃下Xe能被活性炭柱快速吸附而Kr不吸附。研制了一套适用于短寿命气体裂变产物分离的装置系统,使用辐照的铀靶进行了88Kr样品的分离。Kr的收率大于90%,Xe及I的去污因子大于1×104,整个操作过程可在5min内完成。     

活性炭对氪的富集条件

从环境监测角度,叙述了开展活性炭对氪富集条件研究的重要意义。以氪在活性炭上的动态吸附实验为基础,研究了活性炭、温度、气体线流速和氪的分压对氪富集的影响,利用吸附材料的微结构,通过吸附理论模型拟合实验数据,得到CF-1450活性炭在191K下对氪的饱和吸附量为32.9mL/g。