UTx老化释氦研究

为研究老龄氚化铀释放氦的规律,对室温贮存多年的老龄UT0.9~1.2释放的氦压力与组分进行了分析.结果表明,氚化铀经过6~7 a老化,氚衰变产生的3He气体约有38.1%~45.3%释放至贮氚铀床空腔内,其纯度为99.9%,贮氚铀床空腔气体压力达1.11~1.36 MPa;部分He保留在固相中,He和U的原子比为0.177~0.201.     

氚衰变对氚化钛结构影响的XRD分析

氚自然衰变生成3He,3He的聚集会引起贮氚材料物理和化学性质的明显变化。本文以氚化钛为研究对象,运用XRD研究其晶体结构在贮存初期的演化规律,对氦在氚化钛贮存初期的时效行为进行了研究。结果表明:氚化钛特征峰的宽化是由氚衰变生成的3He累积所引起,氚化钛晶体结构保持fcc结构不变。     

老化钯的吸氚速率

研究了老化5.9a、N0(He)/N0 (Pd) =0.199的老化钯和新鲜钯粉在350 kPa条件下吸氚压力随时间的变化规律,分析了钯吸氚反应机制以及老化对钯吸氚速率的影响因素.结果表明:新鲜钯吸氚压力在5s内迅速降低,老化钯吸氚压力降低缓慢;新鲜钯在5s内吸氚量达到N(T)/N(Pd) =0.3,而老化钯N(T)/...     

镧镍-5和铀的氚老化效应的XRD分析

对长期贮氚后镧镍-5(LaNi5)和铀(U)的老化粉末进行了XRD分析。实验发现：老化镧镍-5的图谱峰有了显著展宽，表现出严重的氚老化效应；当衰变氦-3在1230K高温消除后，这种展宽也随之消失，表明上述改变主要是由衰变氦-3引起的。相比之下，老化铀的XRD分析发现图谱峰没有明显的展宽，表明铀的氚老化效应要小得多。     

磁控溅射法制备含氦钛膜及膜中氦的热解吸研究

采用He/Ar复合气氛下磁控溅射方法,在Ti、TiZrYAl 和TiMoYAl等3种薄膜中引入浓度(氦-金属比)高达0.19的氦.引入的氦在膜层内沿深度均匀分布,并主要存在于直径为2～5 nm的高压He泡内.热解吸实验表明,在相同He含量下,TiHe膜中He的解吸峰温度与氚化钛中衰变产生的3He的解吸峰温度基本一致.与纯钛相比,合金膜中氦的热解吸谱宽化明显,表明He在合金膜内的捕获形式更为复杂.     

3He对 LaNi5储氚性能影响的第一性原理

基于第一性原理的密度泛函理论研究LaNi5储氚过程中T衰变为3He前后晶体的几何结构和能量变化,计算得到了在平衡态时3He在储氚的LaNi5合金中的最可几占位为八面体位置和十二面体位置。进一步分析了衰变前后的材料能带结构、电子态密度(DOS)分布。氦的惰性不溶使LaNi5合金晶格膨胀和电子态密度分布发生变化是影响LaNi5储氚过程中坪台压降低、斜坪增大的主要原因。在氦原子周围形成的深势阱是形成氚尾效应的主要原因之一。     

~3He纯化研究

一、前言~3He在工业和科研方面有许多重要用途,用户一般要求杂质总量小于万分之一(体积比),含氚量应低达10~(-3)(体积比)。大气He中~3He的含量很低,自从氚大量生产后,~3He才有广泛应用的可能性。由氚衰变产生的~3He含有大量的氚及少量氧、氮、氢等杂质。国外纯化~3He所采用的主要方     

充氚不锈钢中氦行为的PAL和TEM研究

对充氚和未充氚的抗氢-2(HR-2)不锈钢样品进行退火处理,利用正电子湮没寿命谱(PAL)以及透射电镜(TEM)等技术探讨不锈钢中氦和微缺陷的相互作用。未充氚样品中,退火温度对缺陷态的影响主要表现为偏聚物在晶界的析出。充氚样品实验中,退火温度小于300℃时,充氚不锈钢中的He原子主要通过自捕获机制在晶内缺陷处聚集成泡;热处理温度为300～600℃时,充氚不锈钢中的He原子主要通过热迁移的方式迁移至晶界导致晶界宽化,但晶界处无明显的He泡形成;热处理温度大于600℃时,热平衡空位开始发挥作用,与聚集在晶内缺陷处的He原子结合形成He泡,且随退火温度的升高,He泡有明显聚合长大的现象。     

LaNi5合金长期贮氚的老化效应

为探究金属氚化物老化效应的机理，利用一个装载氘氚老化了2140天的LaNi5床开展实验研究，LaNi5合金贮氘氚2140天后能将几乎所有的衰变^3He保留在晶格内，从氘化物的解吸等温线中可以观察到显著的氚老化效应：（1）等温解吸线右移；（2）坪斜增加；（3）可逆容量减少；（4）被称为“渣”（heel）的深捕陷氢同位素的形成，实验发现，当衰变^3He在1230K高温消除后，这些老化效应完全消失，这就为氚老化效应的氦致机理提供了一个直接的证据。     

LaNi_(4.25)Al_(0.75)吸氕、氘、氚热力学同位素效应

采用自制的全金属氢化物吸放氢实验装置,恒温等容条件下测定LaNi_(4.25)Al_(0.75)材料吸氕、氘、氚单质气体的压力-组成等温线(P-C-T曲线),并根据Van’t Hoff(范特霍夫)方程得到LaNi_(4.25)Al_(0.75)吸氕、氘、氚形成氢化物相的热力学参数焓变ΔH分别为:-44.5、-45.0、-47.1kJ·mol-1,熵变ΔS分别为:-118.0、-121.8、-127.5J·mol~(-1)·K~(-1)。结果表明:LaNi_(4.25)Al_(0.75)材料吸收氕、氘、氚单质气体,在温度较低时,同位素效应不明显;温度高于100℃时,热力学同位素效应显著。相同温度、吸气容量条件下,吸气平衡压力从低到高依次是氕、氘和氚,其反应焓变和熵变从小到大依次是氚、氘和氕。结果表明,LaNiAl合金吸氢的热力学同位素效应依赖于温度的变化。     

氚老化对钯钇合金膜氢渗透性能的影响

在聚变堆燃料循环系统中,钯合金膜将被用于氢同位素与杂质气体间的渗透分离以及含氚杂质中氚的催化回收。长期连续的氚操作将使合金膜体内因氚衰变而累积3He,产生氚老化效应。本工作研究了贮氚老化对Pd8.5Y0.19Ru（原子百分数）合金膜的氕、氘渗透性能的影响。研究结果表明：对于膜内体氦浓度He/M为0.042的氚老化膜,在573～723K温度范围内,氕、氘渗透率被严重降低,膜的氕氘渗透分离系数则有所提高。     

中子辐照后6Li-Al合金靶片中氚的测量方法研究

建立了流气式系统捕集和化学转移法测量^6LiAl合金靶片在中子辐照过程中的渗漏氚和辐照后靶片中总氚量的方法。渗漏氚的捕集方法是：在流气式系统中，用含少量氢的惰性载气将渗漏氚载带出来，经高温催化氧化后被乙二醇鼓泡器捕集；靶片中的氚转移法是用NaOH溶液将合金靶片溶解，气相中的氚采用渗漏氚的捕集方法捕集，液相中的氚则蒸馏到馏分中。最后用液体闪烁计数器分别测量乙二醇鼓泡器和馏分中的氚量。测量结果与理论氚产量基本相符。     

LaNi_(4.9)Al_(0.1)D_x去氘化动力学性能的氚老化效应

测定了不同材料的LaNi4.9Al0.1Dx去氘化动力不数，评价了Chuan老化对LaNi4.9Al0.1Dx去氘化动力学性能的影响。研究结果表明，反应速率常数随老化时间的延长而降低；Chuan老化不改变LaNi4.9Al0.1Dx去氘化的反应级数；支氘化反应级数a（由氘压决定）和b（由氘浓度决定）分别为0．5和1；活化能随老化时间的延长而增加，老化1120d，速率常数降低了2个数量级，活化能约增加30％。     

LaNi_(4.7)Al_(0.3)合金贮氘氚后的老化效应

将氘氚装载到LaNi4.7Al0.3合金样品中并在室温下贮存480d或1120d，发现LaNi4.7Al0.3合金贮合金几乎能保留所有的衰变子体氦－3。通过氘氚化物的解吸等温线，观察到该合金存在显著的氚老化效应；坪压降低，坪斜增加，可逆容量减少及被称为“渣”（heel）的深捕陷氢同位素形成。实验还发现623K下除气可以部分消除这些老化效应。     

X-ray diffraction analysis of uranium tritide after aging for 420 days

Uranium tritide aging leads to continuous creation of decayed product ³He, vacancies, vacancy clusters, self interstitials, dislocations and helium bubbles. These defects result in the changes of material properties such as degradation of tritium storage, swelling, hardening and intergranular embrittlement. In our previous study, a simple hermetic sample holder that fits the Philip X’Pert Pro X-ray diffractometer has been developed for X-ray diffraction (XRD) analysis of uranium hydride. In order to help resolve unknowns regarding aging effects of uranium during long-term storage of tritium, XRD techniques with the hermetic method are applied to obtain the structural changes of aged uranium tritide. XRD analysis of uranium tritide aged for 420 days have shown that noticeable peak shifts appear in the diffraction patterns of uranium tritide, which indicate lattice distortion occurrence during the formation and growth of helium bubbles and other associated defects.     

锆钒氚化膜的3He释放研究

对两块锆钒氚化膜中3He释放进行4 a跟踪监测。测量结果表明:其释放系数(RF)一直保持在10-4~10-2量级,与文献所报道的锆钴合金、钯、铒等金属的氚化物早期的3He释放基本上处于同一水平。其区别在于,随着时间的增长,其它金属的氚化物在200~1 000 d内达到3He的加速释放,而锆钒合金贮存已1 500 d,仍无3He的加速释放迹象。这种现象说明锆钒合金具有更强的固氦能力。