氢-水同位素交换反应热力学理论研究

本文采用量子化学从头计算法对氢同位素分子及相应的氢同位素水分子进行了几何结构优化和振动频率计算,得到了6种氢-水同位素交换体系的热力学函数和气相反应平衡常数。研究结果表明:平衡常数的理论计算值与实验结果吻合,在0.1 MPa和283.2~373.2K的反应条件下,HD-H2O体系平衡常数的计算值与实验值间相对偏差小于6%。     

水-氢同位素液相催化交换工艺研究

以Pt-SDB为憎水催化剂研究了水-氢同位素液相催化交换工艺，讨论了反应温度、氢气流量、低浓重水流量等工艺条件对催化交换塔传质单元高度(HTU)的影响和反应温度、气液比对催化交换塔阻力降的影响。结果表明：当反应温度为60℃、气液比为1：1时，水-氢同位素液相催化交换工艺是比较适宜的。     

水-氢同位素液相催化交换反应过程

描述了水氢同位素液相催化交换反应的模型,并从动力学和反应过程的角度对模型进行了实验验证。验证结果表明:水氢同位素液相催化交换是一个较复杂的传质反应的串联过程,主要包括汽液相间转化和氢同位素催化交换两个反应。     

用于水/氢同位素交换的P_t/SDB疏水性催化剂的研究

一、前言 随着核工业的发展,各种核设施不断产生大量的含氚轻水或重水。考虑到工作人员的安全和防止天然水源的污染,必须除去水中的氚。许多学者在这方面作了大量的工作。这里主要介绍铂/聚苯乙烯-二乙烯基苯(Pt/SDB)疏水性催化剂的制备及水/氢间T-H交换实验。     

氢-水同位素交换分离因子理论计算

采用量子化学从头计算法计算得到氢水同位素交换体系HDg／H2O1和DTg／D2O1在O．1MPa、283．2～373．2K下的气相反应平衡常数，并根据相应同位素水的饱和蒸气压求得气液交换过程的分离因子，得出了两种氢水同位素交换体系总反应分离因子。     

水-氢同位素汽-气并流催化交换反应动力学研究

在憎水催化剂的作用下,于固定反应床中研究了水-氢同位素汽-气并流催化交换反应的宏观动力学,讨论了该反应的速率方程和反应级数,比较了反应温度和所研制的3种憎水催化剂对反应速率常数的影响关系.研究结果表明,在本工作所拟订的实验条件下,该反应具有一级反应的动力学特征;温度对反应速率常数的影响服从阿仑尼乌斯公式,温度越高,反应的速率常数越大;Pt-SDB类催化剂的活化能小于Pt-C-PTFE类催化剂.     

氢同位素的交换与置换

固体表面吸附的氢同位素具有自发与气相氢同位素交换并达到某种程度平衡的性质,这种交换作用在金属氢化物表面同样存在.由于金属氢化物体系一般具有氢同位素效应,使得交换平衡时气-固相间的同位素丰度发生变化.利用这种性质可以进行金属氢化物柱内氢同位素间的置换,实现工程方面的应用.     

甲烷的氢同位素交换的热力学理论计算

应用密度泛函理论(DFT)/B3LYP/6-31G**方法计算了甲烷的氢同位素交换的各反应标准摩尔生成焓、标准摩尔生成熵、标准摩尔吉布斯自由能和平衡常数.计算结果表明,温度是影响反应热力学的重要因素,较高温度有利于甲烷的氢同位素交换,但温度太高将有较多的积炭生成,欲得到较高的转化率,需要一合适的反应温度.     

乙烯基三甲基硅烷与苯、苯乙烯及六氟丙烯等离子体共聚物的结构表征

采用外部电极电容耦合的RF辉光放电装置研究了乙烯基三甲基硅烷(VTMS)与苯(Bz)、苯乙烯(St)以及六氟丙烯(HFP)的等离子体共聚合。用IR、ESCA、PGC/MS和X射线对聚合物结构进行表征,证明乙烯基三甲基硅烷与苯、苯乙烯以及六氟丙烯可进行共聚合。C/Si比的增加表明苯、苯乙烯和六氟丙烯的嵌入导致聚合物组成的变化,Si含量相对较低。共聚物中无Si-H键的形成。     

LiD与H2O反应机理及动力学

在6-311G（d）水平下,采用微扰理论的MP2方法,研究了LiD与H2O的反应。结果表明,反应存在两个通道：LiD+H2O→LiOH+HD（R1）;LiD+H2O→LiOD+H2（R2）。298K下,两通道的势垒高度分别为9.31和195.08kJ/mol,反应速率常数分别为1.88×1010和3.74×10－26（mol•dm－3）－1•s－1。     

Ab initio Quantum Chemical Study on Charge Distribution and Molecular Structure of Uranyl (VI) Species with Raman Frequency

Ab initio molecular orbital calculation was performed for uranyl (VI) monomer and dimer complexes with some water molecules and/or hydroxide ions. The Raman active frequencies were calculated for each complex after structural optimization in vacuum state, and investigated the molecular structure and the charge distribution. For uranyl monomer, the calculated Raman frequencies for uranyl with 5 or 6 water molecules show good agreement with experimental Raman frequencies for uranyl hydrates. On the contrary, the calculation underestimates the Raman frequency in case of hydroxide ions in uranyl complex. The calculation models for uranyl dimer were made from [UO₂(H₂O)₅]²⁺, then the hydroxide ions bridging model, [(UO₂)₂(OH)₂(H₂O)₆]²⁺, is more stable than water molecules bridging, [(UO₂)₂(H₂O)₈]⁴⁺, and the theoretical Raman frequency and uranyl bond lengths have the good coincidence with those of experiments. The calculated uranyl bond length of dimer is slightly longer than that of monomer. Also, the charge of oxygen atom in uranyl shows larger change than that of uranium atom between dimer and monomer. And this charge distribution is mostly influenced by the charge donation of ligands. If only same ligands are surrounding, the number of ligands influenced this charge distribution.     

Al2O3:C光致荧光剂量计初步研究

采用液体成膜法制备了Al₂O₃:C光致荧光剂量计（OSLD）,开展了剂量学性能的初步研究。退火后本底为0.03 mGy,均匀性优于2%,在0.02 mGy~10 Gy测量范围内具有良好线性响应,线性相关系数R²=0.999 6,对β、γ射线响应系数差异约10%,对中子响应系数约为β、γ射线的4%~7%,剂量计多次测量响应信号无明显衰减,照后两个月响应变化为5%,可用于一定周期内剂量存档、复测。上述结果表明,液体成膜方法制备的OSLD具有良好的剂量学性能,证明该方法可行。     

添加Al2O3和SiO2的大晶粒UO2芯块制备研究

研究了Al2O3和SiO2添加剂对UO2芯块晶粒尺寸的影响.结果表明:加入少量的Al2O3和SiO2,可有效促进烧结过程中UO2芯块的晶粒度长大,过量加入则会阻碍烧结过程中UO2芯块的致密化;在添加量一定的情况下,添加不同比例的Al2O3和SiO2,对芯块晶粒尺寸有较大影响,只添加SiO2,对芯块晶粒尺寸影响不大,Al2O3添加量增加,芯块晶粒尺寸随之增加;添加Al2O3和SiO2促进UO2芯块晶粒长大的机制是在烧结期间发生了液相烧结.     

水-氢交换氢同位素体系HD/H_2O、DT/D_2O和HT/H_2O分离性能模拟研究

计算模拟应用于氢同位素分离领域,能够方便、快捷地进行工艺条件分析。本工作采用数值模拟的方法对比研究了水-氢催化交换过程中HD/H_2O、DT/D2O和HT/H_2O三种氢同位素体系的分离性能。研究表明:在一定工艺条件下,三种体系均在操作温度为343K时达到最大的分离效果;随着气液比从1.0增大到3.0,最优操作温度均从343K降低到323K,但是在此过程中,HT/H_2O体系的分离效果受温度的影响较小一些;在达到最大分离效果的目标下,HT/H_2O体系需要的理论塔板数比HD/H_2O和DT/D2O体系少,同时,在优化的工艺条件下,三体系气相中氢同位素浓度在交换柱内分布曲线存在一定的差异。     

Mo在Al2O3上的吸附、解吸性能及其与U、Sr、Cs、I等杂质元素的分离

目前国际⁹⁹Mo面临供应危机,急需新技术和新反应堆。医用同位素生产堆是以²³⁵UO₂(NO₃)₂溶液为燃料的专用反应堆,生产成本低、三废少、经济效益高。本工作利用Al₂O₃为分离材料,从模拟的医用同位素生产堆（MIPR）燃料溶液中分离和纯化Mo。结果表明,经两次分离,Mo的总回收率大于 60%, U、Sr、Cs、I等杂质可以被除去,采用Al₂O₃从MIPR燃料溶液中提取⁹⁹Mo工艺可行。     

硝酸铀酰溶液存放时浓度变化研究

研究了铀浓度分别为492g/L（硝酸根浓度285g/L)和246g/L(硝酸根浓度142g/L)的UO2（NO3）2均匀溶液在静止存放时铀浓度是否有浓度梯度变化。经过355天存放和5次取样分析,说明容器中UO2（NO3）2溶液铀浓度无梯度变化,仍然是均匀溶液。     

Al_2O_3样品制备技术及~(26)Al的AMS测量

报道了用于加速器质谱计2 6 Al分析的Al2 O3的制备流程及2 6 Al的测量过程。制备的空白样品2 6 Al/ 2 7Al比值 <10 - 13,显示出同量异位素2 6 Mg干扰小。制备流程是成功的。     

(n,2n)和(n,3n)激发函数的计算

本文从入射中子能量为E=14MeV的σ_(n,2n)实验值出发,应用复合核模型,计算了十三种无分支比复合核衰变的非裂变重核(A>169)的(n,2n)、(n,3n)激发函数。与实验激发曲线比较,讨论了计算的合理性和可靠性。     

A Nuclear Magnetic Resonance Study on Ligand Exchange Reactions in La(III), Nd(III), and U(VI) Nitrato Complexes with n-Octyl(pheny1)-N,N-Diisobutylcarbamoylmethylphosphine Oxide in Non-aqueous Solvents

The exchange reactions of n-octyl(pheny1)-N, N-diisobutylcarbamoylmethylphosphine oxide (CMPO) in La(III), Nd(III), and U(VI) nitrate complexes with CMPO (La(III)-, Nd(III)-, and U(VI)-CMPO complexes) have been studied in CD₃COCD₃ by means of ³¹P NMR method. The number of CMPO coordinated to the first coordination sphere of La(III) ion was directly determined to be 3 by the area integrations of ³¹P NMR signals of free and coordinated CMPO molecules. The same coordination number of 3 was also obtained for the U(VI)-CMPO complex. The coordination number was not determined for the Nd(III)-CMPO complex, because of its paramagnetic behavior. The exchange rate constants of CMPO in La(III)- and U(VI)- CMPO complexes were obtained by the two-site exchange model. Paramagnetic line broadening was observed in the Nd(III)-CMPO complex and the rate constant for the exchange of CMPO was determined by the line-broadening method. The exchange rates of CMPO in La(III)- and Nd(III)-CMPO complexes depend on the free CMPO concentration ([CMPO]), while that in U(VI)-CMPO complex is independent of [CMPO]. The dissociative (D) and dissociative interchange (I_d ) mechanisms were proposed for the exchange reactions in the La(III)- and Nd(III)-CMPO complexes, and dissociative (D) or I_d mechanism was proposed for the U(VI)-CMPO complex. The dissociative rate constants (s^?1) at 25°C and activation parameters ΔH^# (kJ·mol^?1) and ΔS^# (J·K^?1·mol^?1) are 4.76x10³, 28.7±0.1, ?78.4±0.2 for La(III)-CMPO complex, 4.72x10³, 42.6±0.4, ?31.7±1.3 for Nd(III)-CMPO complex, and 3.20x10³, 46.9±0.6, ?20.5±2.2 for U(VI)-CMPO complex, respectively.