复杂混合气体组分在低温活性炭表面的吸附特性

为实现大体积气体中微量放射性气体Kr、Xe同位素的测量,须将混合气体进行浓集并将目标气体吸附于10 mL左右的活性炭源盒中。本实验对混合气体中各组分在活性炭分离柱上的吸附性能进行研究,建立了通过去除其他杂质气体、浓集大体积气体制备放射性Kr和Xe活度源的方法。根据反应堆流出气体和核爆可能生成的气体组分,配制了模拟气体,使用活化的4A分子筛对其中的水和CO_2进行模拟去除,获得了流程中去除水和CO_2的实验条件;选择5个低温点(273、264、255、246、238 K),在低温活性炭柱上对H_2、CO、CH_4、Kr和Xe的吸附特性进行研究,测定了各气体在不同温度下的吸附穿透曲线。结果表明,室温下4A分子筛对水和CO_2有较好的吸附效果。低温下,H_2、CO不易在活性炭表面吸附;CH_4、Kr吸附性质相似;Xe吸附能力较强。低温下难以去除的CH_4可在高温下氧化去除。因此,可根据混合气体中各组分性质的不同实现杂质气体的去除和目标气体Kr、Xe的回收测量。     

CO_2对活性炭捕集氙工程的影响

很多核设施会产生放射性水平较高的氙等稀有气体同位素,须经过特殊处理后才能向环境排放,研究以空气或其它气体为介质的氙的吸附净化方法具有较强的实用价值。研究了常温下多组分气体在活性炭上直接吸附时,杂质组分CO2对捕集氙效果的影响,比较了多级柱和单级柱两种方案的效果和活性炭用量,以及条件参数的影响。结果表明:相比较多级柱除杂质吸附氙的方法,单级柱直接吸附氙更易于实现工程应用;在流速约0.33cm/s下,活性炭单级柱常温常压吸附对氙捕集效率达到90%;在一定流速(0.02~1.2cm/s)范围内,可以忽略炭床阻力的影响。     

聚砜中空纤维膜去除气流中的CO2、H2O和O2

在环境温度24℃,用空压机提供气源,通过改变压力和流速等操作条件,用自建实验装置进行了聚砜膜去除空气气流中CO2、H2O和O2的实验研究.监测分析原料气、产品气和渗透气中各组分的浓度,计算各种气体的脱除率、传质系数和渗透系数等,评估了聚砜膜对这些组分的分离性能.实验结果表明,当压力超过320 kPa时,对应原料气流速大...     

快速灰化炉用NO_2气体的制备

本文报道了两种用于快速灰化炉的 NO_2气体的实验室制备方法及其发生装置。用 N_2O_4加热分解或用 NaNO_2和 H_2SO_4反应生成 NO 继与 O_2反应产生 NO_2气体。用上述方法制备的 NO_2气体,对多种生物样品进行了快灰化,结果表明,实验室制备的 NO_2气体可满足快速灰化炉灰化生物样品的要求。     

液态H_2O、HDO、D_2O、HTO、DTO、T_2O的红外吸收光谱

本文主要介绍在4000—400cm~(-1)范围内用天然水、99.886 mol.%重水配制的不同浓度的H_2O-HDO—D_2O混合物体系,含氘10.0%(原子分数)的H_2O—HTO-T_2O混合物体系及含氘41.2%(原子分数)的D_2O-DTO-T_2O混合物体系;研究了液态H_2O、HDO、D_2O、HTO、DTO和T_2O的红外吸收光谱,并用经验规律计算了氘水的红外吸收峰的波数值。由实验得到的光谱吸收峰位置与文献值和计算值相一致。     

CO-H_2系统抗钚表面腐蚀的热力学研究

根据对CO和H_2与Pu,PuO,Pu_2O_3,PuO_2反应自由能变的计算,提出CO-H_2系统能使钚表面趋于比较致密和稳定的Pu_2O_3晶体表面形成“钝化膜”,以阻止CO和H_2气体进一步向内扩散而保护金属钚。     

应用H_2O_2作铀矿石浸出的氧化剂——H_2O_2同Fe~(2 )反应的新研究

对H_2O_2同Fe~(2 )的反应进行了新研究。通过测量H_2O_2溶液同FeSO_4溶液相互滴定过程中的电位值、pH值和O_2的析出量,推导出了不含羟基游离基的H_2O_2氧化FeSO_4和Fe_2(SO_4),氧化H_2O_2的化学反应式。研究结果表明:H_2O_2分解为O_2和H_2O的过程中,催化剂除铁离子外还有酸。H_2O_2将溶液中的Fe~(2 )全部氧化为Fe~(3 )的电位值为640mV左右。在     

应用H_2O_2作铀矿石浸出的氧化剂——H_2O_2同Fe~(2 )反应的新研究

对H_2O_2同Fe~(2 )的反应进行了新研究。通过测量H_2O_2溶液同FeSO_4溶液相互滴定过程中的电位值、pH值和O_2的析出量,推导出了不含羟基游离基的H_2O_2氧化FeSO_4和Fe_2(SO_4)_3氧化H_2O_2的化学反应式。研究结果表明;H_2O_2分解为O_2和H_2O的过程中,催化剂除铁离子外还有酸。H_2O_2将溶液中的Fe~(2 )全部氧化为Fe~(3 )的电位值为640mV左右。在铀的地浸与堆浸中应用H_2O_2作氧化剂时,可采用电位控制法控制H_2O_2溶液的加料速度,使电位不高于500mV,即可减少H_2O_2的分解损失。     

硝酸介质中H_(2)C_(2)O_(4)在铂、玻碳和金刚石掺硼电极上的氧化机理北大核心CSCD

为了解硝酸介质中H_(2)C_(2)O_(4)在铂、玻碳和金刚石掺硼(BDD)电极上的电解氧化机理,使用循环伏安、线性扫描伏安等方法开展了电化学测试,研究了电极电位、电流密度以及硝酸浓度对H_(2)C_(2)O_(4)氧化的影响,并分析了硝酸的影响主要来自于H+。在铂电极上,推测H_(2)C_(2)O_(4)不仅发生电氧化,而且吸附态的·OH与吸附态H_(2)C_(2)O_(4)反应生成CO_(2)和H_(2)O。在金刚石掺硼电极上,·OH的间接氧化是H_(2)C_(2)O_(4)氧化的主要作用,硝酸浓度增加使·OH产生量变少,进而导致H_(2)C_(2)O_(4)氧化速率降低。使用旋转圆盘玻碳电极测定了H_(2)C_(2)O_(4)的扩散系数为1.4×10^(-5)cm^(2)/s,在1.34~1.42 V下通过Tafel外推法得到H_(2)C_(2)O_(4)电化学氧化的交换电流密度为5.8×10^(-6)A/cm^(2)。     

文丘里式气泡发生器气泡碎化特性研究

熔盐堆在运行过程中须不断地去除氙等气体裂变产物。熔盐堆除气系统中气泡发生器的作用是通过向回路中注入一定量的直径为0.5 mm的小气泡,在扩散作用下吸收熔盐中的氙,最终气泡被分离出来,达到除氙的目的。在橡树岭国家实验室设计的基础上,本文为钍基熔盐研究堆设计气泡发生器,并在专门建造的水回路中对其工作特性进行了可视化研究。利用高速摄像系统跟踪气泡的运动和碎化过程,分析气液相流速对碎化后气泡尺寸的影响。结果表明：在实验条件下,当气体流量一定时,气泡尺寸随液体流量的增大而减小;当液体流量一定时,气泡尺寸随气体流量的增加而增大。     

Al2O3色层法从低浓铀靶件中分离99Mo条件研究

在裂变⁹⁹Mo的生产工艺中,常用Al₂O₃色层法分离纯化⁹⁹Mo。为建立Al₂O₃色层法从低浓铀(LEU)靶件中分离裂变⁹⁹Mo的工艺,考察吸附时间、温度、酸度、预处理方式等对Al₂O₃吸附Mo效果的影响。研究采用Al₂O₃色层法从不同浓度HNO₃溶液中分离Mo。测定Al₂O₃色层法对Al和主要杂质元素Sr、Ru、Zr、Te、Cs、I的去污系数。研究结果表明,在0.05~0.1 mol/L HNO₃介质中Al₂O₃对Mo有出色的吸附性能,Mo吸附率在99%以上,在NH₄OH溶液中Al₂O₃不吸附Mo。经500 ℃活化3 h预处理得到的Al₂O₃-C具有更大的比表面积,且在HNO₃浓度大于0.1 mol/L时相比于150 ℃活化3 h预处理得到的Al₂O₃-B以及未经高温预处理得到的Al₂O₃-A对于Mo有更好的吸附性能。采用该工艺,通过Al₂O₃色层法从模拟的LEU靶件溶液中提取Mo,Mo回收率大于90%,Al₂O₃色层法对裂变杂质元素Ru、Sr、Zr、Te、Cs等的去除率均大于99.99%,对¹³¹I的去除率大于92%。由此可见,Al₂O₃在HNO₃介质中对Mo的吸附率高,能够有效地去除⁹⁹Mo产品中的杂质核素,适用于从低浓铀靶件中分离裂变⁹⁹Mo。     

熔盐堆主回路系统氙的动力学特性研究

基于Mathematica7.0为熔盐堆（MSR）主回路系统建立了一套含流动项及在线去除功能的氙（135Xe）的动态分布数值分析程序，针对2?MW MSR的一种设计方案，分析了不同流量、不同启停堆功率、不同在线去除效率情况下135Xe浓度随时间的动态变化特性。结果表明:相较于静态燃耗模型，流动燃耗模型的135Xe带来的负反应性要低约32.2%；额定流量下主回路系统135Xe浓度分布均匀，只有当主回路系统体积流量小于2.24 cm3·s-1时，流动效应才会对主回路系统内135Xe浓度分布有显著影响；当鼓泡系统的在线去除份额约为0.1%时可以使堆芯135Xe带来的负反应性降低至-38.3 pcm?（1 pcm =10-5），其总的去除效率可以达到86.0%；不同功率水平瞬时停堆工况下，堆芯135Xe浓度单调下降，停堆约50 h后135Xe基本消失，相当于引入+254 pcm反应性，停堆过程无碘坑出现，停堆后再启堆过程不必担心碘坑启动的问题。135Xe去除效率对整个系统135Xe总量有一定影响，在去除份额从0.0001%~20%的变化范围内，135Xe的总活度与静态燃耗模型相比相应增加了0.67%~8.75%。      

OH and O radicals production in atmospheric pressure air/Ar/H2O gliding arc discharge plasma jet

Atmospheric pressure air/Ar/H_2O gliding arc discharge plasma is produced by a pulsed dc power supply. An optical emission spectroscopic(OES) diagnostic technique is used for the characterization of plasmas and for identifications of OH and O radicals along with other species in the plasmas. The OES diagnostic technique reveals the excitation Tx?≈?5550–9000 K, rotational Tr?≈?1350–2700 K and gas Tg?≈?850–1600 K temperatures, and electron density n?(1.1-1.9) ′101 4 cm~(-3) e under different experimental conditions. The production and destruction of OH and O radicals are investigated as functions of applied voltage and air flow rate. Relative intensities of OH and O radicals indicate that their production rates are increased with increasing Ar content in the gas mixture and applied voltage. nereveals that the higher densities of OH and O radicals are produced in the discharge due to more effective electron impact dissociation of H_2O and O_2 molecules caused by higher kinetic energies as gained by electrons from the enhanced electric field as well as by enhanced n e.The productions of OH and O are decreasing with increasing air flow rate due to removal of Joule heat from the discharge region but enhanced air flow rate significantly modifies discharge maintenance properties. Besides, Tgsignificantly reduces with the enhanced air flow rate. This investigation reveals that Ar plays a significant role in the production of OH and O radicals.     

气相色谱氩、氪、氙、氡分离度初步研究

核爆炸产生多种稀有气体核素,这些核素可作为核泄露监测对象。气相色谱是组分分离的重要手段,在核爆炸监测取样中有重要应用。本文以5分子筛作为固定相,高纯氮作为流动相,测量了氩、氪、氙、氡在气相色谱中的分离效果。结果表明,在相同色谱条件下,氩、氪分离度小于氪、氙分离度;在柱流量35.6 mL/min、柱温353 K条件下,气相色谱氩、氪,氪、氙,氙、氡分离度均大于2.25。     

Experimental research on aerosols collection performance of self-priming venturi scrubber in FCVS

The self-priming venturi scrubber is the key component of filtered containment venting system to removal radioactive products during severe accident in nuclear power plant. In this paper, the collection performance of aerosols in the venturi scrubber is researched with experiment. The results indicate that the retention performance is closely related to the operating conditions and structures, and this relation is more closely for the removal of particle size under 0.5 μm. The retention efficiency in a venturi scrubber increase with improving of both gas velocity and injection flow rate, and the influence of gas velocity on efficiency is more effective at low injection flow rate. The venturi scrubber with a long throat length or small diffuser angle performs excellent retention performance for small size aerosols. In condition of gas velocity higher as U_avg = 200 m/s and the sufficient injection flow rate, the retention efficiency maintains upon 99% for the aerosol that size range from 0.1 μm to 10 μm. The pressure loss of the venturi scrubber increase slightly with extending the length of throat, and also with reducing diffuser angles. The removal efficiency is usually at the expense of the energy loss, while the higher aerosol retention efficiency corresponds to bigger pressure loss.     

电解法制备高纯度18O2

采用自行设计制造的石英玻璃电解装置,以重氧重水为原料,通过碱性介质电解法进行了18O气体的制备,在原料重氧重水18O的摩尔分数>80%条件下,最终制得18O气体中18O2摩尔分数达63.66%,表明整个电解系统气密性良好。此外,制得的气体能够满足电子回旋共振离子源提供18O重离子束的实验要求。     

分子筛的结构表征及对痕量氙的动态吸附性能

高效吸附剂是大气放射性氙取样分析系统的核心组成部分之一,为提高探测灵敏度,需获得对大气中痕量氙具有更高吸附性能的吸附剂。研究了10种分子筛对痕量氙的动态吸附性能,利用氮气静态吸附对分子筛的孔结构进行表征,分析了孔结构特征与分子筛动态吸附性能的关系。选择吸附量较高的分子筛,进一步研究了原料气流量、吸附压力和氙浓度对动态吸附性能的影响。结果表明：5A分子筛具有较适合的孔径,对氙的动态吸附性能优于13X分子筛;ZSM-5分子筛可能因晶穴内极性较强和具有较适合的孔径,对氙的吸附能力最强;痕量氙在ZSM-5分子筛上的动态吸附系数随吸附压力的增加而线性增大,随流量增大先下降而后趋于稳定,氙浓度在7.6×10^-9~3.0×10^-8 mol/L范围内对其无明显影响。     

电解法制备高纯度墙^18O2

采用自行设计制造的石英玻璃电解装置，以重氧重水为原料，通过碱性介质电解法进行了^18O气体的制备，在原料重氧重水^18O的摩尔分数〉80％条件下，最终制得^18O气体中^18O2摩尔分数达63．66％，表明整个电解系统气密性良好。此外，制得的气体能够满足电子回旋共振离子源提供^18O重离子束的实验要求。     

A Source for Multiply-Charged Ions and Acceleration of C, N and O Ions by IPCR Cyclotron

The design and performance of the ion source which is now used in the IPCR variable energy cyclotron are described. The source is of the electron-bombarded hot cathode type having two cylindrical cathodes of tungsten and a water-cooled copper anode containing a replaceable molybdenum slit plate. The arc discharge is established continuously but not pulsed. The source is usually operated very stably under an arc power of 1.5 to 3kW with a gas flow rate of 1 to 2 cc/min. The lifetime of the source is mainly limited by the erosion of the upper tungsten cathode at about 24 hours. At present, C4+, N4+, O4+, N5+ and O5+ ions are accelerated up to 48~100, 56~1100, 70~95, 56~125 and 70~125 MeV respectively, and a few micro-amperes of these ions are extracted from the cyclotron. The vacuum obtainable in the accelerating chamber is usually 2 ~ 4 × 10-6 mHg, and the loss of ion beam by the charge exchange effect is comparatively small. Extracted ion beams are used in several experiments for about 1900 hours in a year.     

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。