高压氘氚气氛下铜对氚的吸附

为了解氚在铜表面的吸附和解吸行为,对铜样品在n（D）∶n（T）=1∶1,503 K时,15 MPa下恒温8 h后,再在27 MPa恒温6 h下进行了氚的吸附,并对吸附氚的铜样品在室温下和加热到1 173 K时的解吸氚量和吸附总氚量进行了测量。结果表明,铜的吸附总氚量为31.89 MBq/cm²,解吸氚量为29.18 MBq/cm²,测量的标准差为6.49％;室温和加热条件下铜所释放的氚中,化学成分主要是HTO和HT,大部分以HT形式存在;铜的自由氚量占吸附总氚量的3.64 ％;铜的热解吸谱至少存在3个解吸峰,其解吸温度分别为650,750和1 173 K以上。     

铀吸氘和氚的动力学同位素效应

应用反应速率分析方法,在高真空金属系统中测定了金属铀在恒容体系和150～300℃范围内吸收氘和氚的p-t曲线。由p-t曲线可知,在同一温度下,铀吸氚的速率与铀吸氘的速率基本相同;而随着温度的升高,由于解吸逆反应的影响,铀吸氚(氘)的反应速率降低。根据p-t曲线计算了吸气反应在不同温度的速率常数,得到铀吸氘和氚的表观活化能分别为(-42.8±0.3)和(-43.2±1.2)kJ·mol-1。从活化能数据可以看出,铀吸氘和氚的反应动力学同位素效应不明显。     

惰性气体离子辅助产生Ca+、He+及其注入钛箔和纳米钛膜的微结构分析

介绍了由弗里曼离子源在惰性气体辅助下产生Ca+、He+的研究及其分别注入钛箔和纳米钛膜的微结构分析.Ca+ 注入Ti箔样品的XPX分析表明在1×1018/cm2注入剂量下,Ca的含量达到33﹪,注入Ca在钛表面主要形成CaTiO3、CaO和TiO2的化学结合的方式与钛基体连接;He+注入纳米钛样品的XRD的衍射谱在15-40°范围内明显分裂及变得较为尖锐,由谢乐公式计算出的纳米膜样品在(100)(101)晶面晶粒粒度大小分别为20.2nm和19.3nm,表明纳米钛膜注氦后仍保持纳米尺度.而AFM在微米视场下观察到纳米钛膜的表层粒子粒度虽有所长大,但在纳米视场却观察到大量的亚结构,结合AFM观察和XRD的分析结果证明在高剂量注入下,存在纳米钛膜表层粒子同时又被碎化成微晶使注氦纳米钛晶粒仍保持纳米尺度的重要现象.     

ZrV2体系的第一原理研究

基于局域密度泛函理论，结合赝势方法，研究了ZrV2-H体系的结构及其能量性质，研究结果表明，H原子填入ZrV2晶胞中的2Zr2V四面体间隙所形成的氢化物最稳定，填入1Zr3V四面体间隙所开成氢化物的稳定性次之，填入4V四面体间隙所形成氢化物的稳定性最差，吸H前后ZrV2合金晶体结构类型不变，随含H量增大，晶格常数增大，当H／ZrV2小于2．0时，ZrV2的氢化物应具有较强的抗粉化能力，H在ZrV2合金中的固溶度小，p-C坪台度，室温平衡压低，有利于贮存氢同位素。     

氚化锆的3He释放特性研究

对两块ZrTx样品的3He释放进行了6 a跟踪监测.结果表明:样品早期的3He释放系数(RF)为10-6～10-5,随着3He浓度增加到0.31时,其RF值缓慢增长至10-4量级,然后,样品3He释放的增速加快,当3He浓度达到0.38时,样品3He释放出现暴涨,RF值迅速增长至10-1量级,这一时期定义为样品的3He加速释放阶段.当ZrTx样品达到3He加速释放阶段后,对样品5.6 s的3He释放扫描谱表明,此时样品以两种方式向外释放3He,一种是以均匀的速率(约为生成速率的50%)向外扩散,一种以瞬时爆发的方式向外逃逸,每次爆发约释放出1012～1014个原子.     

铀吸、放氘/氚的热力学同位素效应

实验测定了铀吸收氘和氚单质气体的p-c-T曲线及解吸氘和氚气体的p-t曲线,获得了不同温度下吸气和解吸的平衡压,根据范德荷夫方程得到了铀吸收和解吸氘、氚的热力学参数ΔHΘ和ΔSΘ。数据显示,铀吸收氘和氚气体时,在相同温度相同原子比下,吸氘的平衡压比吸氚的平衡压低,解吸氘的平衡压也比解吸氚的平衡压低,且存在明显的滞后效应。从反应的焓变和熵变来看,铀吸、放氘/氚气体时存在较小的热力学同位素效应。     

Mo含量对Ti-Mo合金氢同位素效应的影响

采用磁悬浮熔炼法制备了固溶体合金TiMox（x=0．03、0．13、0．25、0．50、1．00,x为Mo与Ti原子数之比）,经活化后与H—D混合气（D原子占50％）反应,反应平衡后用质谱分析气相中H和D的含量。根据反应前气相中H和D的含量,由质量守恒定律求得固相中H和D的含量。根据气、固两相中的氕氘原子数之比（D／H）,由公式α（H-D]=（ED3／[H]）（目目）／（ED3／[H]）（气相）计算得到H-D分离因子α（H-D）。结果表明：20℃下,x0．03～1．00时,α（H-D）〉1．00,合金氢化物表现为正同位素效应。随着Mo含量的增加,α（H—D）由1．04增加到1．27;x〉0．50时,α（H-D）基本保持不变。2／7—0．03时α（H-D）≈1．00,合金表现为零同位素效应。根据以前热分析实验结果,TiMo0.03吸氢后析出大量负同位素效应的TiH2,并有少量正同位素效应的Ti—Mo合金氢化物,零同位素效应是两者共同作用的结果。根据Mo含量和分离因子的关系,室温下H原子倾向于占据4Ti四面体间隙位置,而D原子倾向于占据能量较高的3TilMo四面体间隙位置。     

Al/Zr-V/Mo多层膜的吸氘性能研究

对Al/Zr V/Mo多层膜的吸氘性能进行了实验研究。铝膜仅在320 ℃有单一的除气峰,Zr V膜的除气峰有2个,分别为220和350 ℃。当铝层平均厚度小于 0 6μm时,Al/Zr V多层膜的除气峰类似于Zr V膜;大于0 6μm时,类似于铝膜。多层膜的吸氘量随铝膜的厚度增加逐步减小,直至铝膜的平均厚度为0 7μm后,吸氘量不再有大的变化,但有小幅波动。由于 Al膜在除气中有不同程度的破坏,当铝膜平均厚度小于0 6μm时,多层膜的吸氘速率变化行为类似于 Zr V膜;当铝膜厚度大于 0 6μm时,多层膜的吸氘速率受铝膜厚度的影响不大。     

氕氘在锆膜中的分布

电阻蒸发制备的锆膜氢化后,利用二次离子质谱(SIMS)对其进行了深度剖析与成像分析,结果表明氕与氘在锆膜深度分布均匀,在过渡层中呈递减分布,并消失于过渡层与衬底的交界处.锆膜在n(H):n(D)=0.82的气氛中氢化时,会因同位素效应而使氕氘化锆膜中氕的含量高于氘的含量.锆膜表面若有铝、铁、钾以及钠等元素的污染时,会造成表面氕与氘分布不均匀,氕与氘的不均匀分布分别与铝及锆的不均匀分布有关.     

表面有阳极氧化层的钛吸氘动力学

应用反应速率分析方法,测定了钛片和表面有阳极氧化层的钛片在恒容体系和475～680℃下的吸氘反应速率常数,得到钛片和有阳极氧化层的钛片吸氘的活化能分别为112±2kJ/mol和187±3 kJ/mol;钛表面氧化层越厚,表观活化能越大;实验证明氧化层具有阻氘性能.