金属镱低压吸氘研究

在真空系统中的氘压低于0.1 MPa条件下研究了金属镱的吸氘性能,并对不同原子比的氘化物的物相进行了分析.在常压、300 ℃下,金属镱吸氘不明显;400 ℃时,金属镱经较长时间活化后吸附一定量的氘;500 ℃时,镱升华.400 ℃时的吸氘实验结果表明:从活化至开始吸氘直至吸附平衡需很长时间;氘/镱原子比的高低与吸氘时间有关,饱和吸氘时的原子比最大为2.00;金属镱为面心立方(fcc)结构,a0=0.549 2 nm.具有不同原子比的氘化镱的X射线衍射(XRD)分析结果显示:氘化镱有2种结构,即面心立方结构(a0=0.524 nm)和正交结构(a0=0.588 nm、b0=0.358 nm、c0=0.678 nm);金属镱吸氘后,立方结构氘化镱晶格常数及晶胞体积均发生收缩现象,收缩率分别约为4%和11%.正交结构氘化镱晶胞体积收缩约14%.     

氘化镱热分解研究

在400℃和初始氘气压力分别为6．53、3．41和1．32MPa下，通过镱与氘气反应，制备出D／Yb原子比分别为2．90、2．53、2．23的氘化镱样品。YbD2.90为面心立方结构，a0=0.5205nm，600℃解析后得到的产物YbD2.06为正交结构（a0=0.5870nm、b0=0.3572nm、c0=0.6794nm）和另一面心立方结构（a0=0.5233nm）的氘化镱。YbD2.53和YbD2.23均由正交结构和面心立方结构氘化镱组成。热分析结果表明：4种氘化镱样品的DSC曲线上均有3个吸热峰，分别是面心立方结构（a0=0.5205nm）、面心立方结构（a0=0.5233nm）和正交结构氘化镱的热解析峰；随吸氘原子比增大，相对应的吸热峰向低温方向位移。     

氘化镱热分解研究

在400 ℃和初始氘气压力分别为6.53、3.41和1.32 MPa下,通过镱与氘气反应,制备出D/Yb原子比分别为2.90、2.53、2.23的氘化镱样品.YbD2.90为面心立方结构,a0=0.520 5 nm,600 ℃解析后得到的产物YbD2.06为正交结构(a0=0.587 0 nm、b0=0.357 2 nm、c0=0.679 4 nm)和另一面心立方结构(a0=0.523 3 nm)的氘化镱.YbD2.53和YbD2.23均由正交结构和面心立方结构氘化镱组成.热分析结果表明:4种氘化镱样品的DSC曲线上均有3个吸热峰,分别是面心立方结构(a0=0.520 5 nm)、面心立方结构(a0=0.523 3 nm)和正交结构氘化镱的热解析峰;随吸氘原子比增大,相对应的吸热峰向低温方向位移.     

V-Ni合金制备及吸氘性能研究

采用磁悬浮感应熔炼法制备了1组V100-xNix(x=0.5,1.0,2.0,4.1,8.3)合金。XRD和ICP-AES分析表明,所制备的合金均为bcc结构的固溶体,物相单一、成分均匀。在室温和1.0MPa氘气压力下的合金吸氘性能测试结果表明:掺杂改性后的金属V活性明显改善,第1次活化均能快速大量吸氘,其中,x=8.3的合金第1次吸氘即可完全活化,其余合金仅需1次吸放氘循环即已完全活化。Ni含量从0.5%(原子百分数,余同)增加到1.0%时,首次吸氘和完全活化后饱和吸氘量逐步提高;当Ni含量超过4.1%时,饱和吸氘量明显下降,仅为理论值的50%左右;x=1.0的合金活化性能最为优良,首次活化可达到理论吸氘量的96.6%,完全活化后,吸氘速率和饱和吸氘量均高于其它样品。对活化除气后的样品进行结构分析观测到,x=8.3的金属经多次吸放氘循环和高温处理后物相发生变化,影响吸氘性能。     

Ti-Mo合金吸氢动力学的同位素效应

为寻找一种价格低廉、分离性能优良的氢同位素分离材料来替代金属Pd,对Ti-Mo合金的氢同位素效应进行研究。采用磁悬浮熔炼方法制备5种不同组成的TiMox（x=0.03、0.13、0.25、0.50、1.00,Mo/Ti原子比）固溶体合金,用定容变压法测试了250～650℃范围内的吸氘动力学性能。结合前期吸氕动力学的研究结果可知,在250～650℃范围内,合金的平衡吸氕量略大于合金的平衡吸氘量。Mo含量小于1.00,在低温（250～450℃）下,合金的吸氘表观活化能均为负值。高温（450～650℃）下,合金的吸氘表观活化能大于吸氕表观活化能,与钛吸氢同位素动力学效应保持一致。     

基于新型金属氘化物电极的真空弧离子源性能研究

采用金属氘化物电极的真空弧离子源,可产生强流氘离子束,在中子发生器、强流加速器等领域有着广泛的应用前景。本文针对一种新型金属氘化物材料(Zr_(0.45)Ti_(0.5)Cu_(0.05)D_x),研究了基于该材料制作的电极源片,及其表面状态和晶体结构,并通过磁质谱分析方法研究了采用该电极源片的真空弧离子源放电性能。研究结果表明:这种新型金属氘化物材料吸氘(金属氘原子比约1:(1.6～1.7))前后体涨约18%,表面无宏观裂纹;微观下存在微细裂纹,裂纹宽度均小于100 nm。离子源放电获得的氘离子成分比例较普通氘化钛电极情况稳定性高。另外,随着放电弧流的增加,氘离子比例有所下降,表明大放电弧流下,源片中低熔点的铜元素气化量增大,降低了氘原子的电离效率。本文研究为基于金属氘化物电极的真空弧离子源电极材料选择提供了一种新的选择。     

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％。     

热解吸法评价铒氢化物晶体结构的热稳定性

文章介绍了铒氢化物的热力学特性研究进展,实验测定了铒三氘化物的热解吸谱,建立了热解吸谱峰与晶体精细结构的对应关系,发现并确认了铒氘化物中氘原子占据CaF₂型面心立方结构（fcc）八面体间隙（β_Oct）和四面体间隙位置（β_Tet）时的氘释放峰。采用Redhead模型计算得到了γ+β相、β_Oct相和β_Tet相铒氘化物解吸氘的表观活化能,其值分别为（178.3±3.0）、（204.5±1.2）和（309.2±0.6） kJ/mol。结果显示,相结构对铒氘化物的热稳定性具有显著影响。提出了基于实验热解吸谱和Redhead理论模型来评估升温速率影响金属氢化物热解吸特性的方法,采用该方法可大幅减少实验工作量。     

氘化钛中氘扩散和表面复合行为研究

用核反应分析（ＮＲＡ）、前向反冲分析法（ＥＲＤ）、背散射谱法（ＲＢＳ）等离子束分析方法研究了ＴｉＤｘ／Ｍｏ样品中氘的行为。结果表明，在以化学形式存在的ＴｉＤｘ／Ｍｏ样品中氘均匀分布。在ＴｉＤ１．５／Ｍｏ膜表面存在一层２６ｎｍ的氧化层，氧含量为１．４×１０１７ｃｍ－２。达到氘化钛大量明显分解温度（３４３℃）时，氘在氘化钛中扩散系数为２．３×１０－８ｃｍ２／ｓ，表面复合系数为１．９×１０－２７ｃｍ４／ｓ。扩散系数与温度呈指数关系Ｄ＝Ｄ０ｅ－Ｅ／ｋＴ。随着表面氧含量的增加，氘在氘化钛表面复合系数逐渐减小。在ＴｉＤ１．５／Ｍｏ样品表面镀上一层约８０ｎｍ的铜膜后，复合系数增大。     

低能氘离子束轰击固体靶产生的远程D-D核聚变现象研究

利用强流低能氘离子束轰击由吸氢金属形成的氘自吸收靶，研究固体内Ｄ－Ｄ聚变反应规律。并通过对实验测得的Ｄ－Ｄ聚变伴随粒子能谱，探索Ｄ－Ｄ聚变反应与靶材料结构的相关性。同时，利用氘团簇离子（ｄ＾＋３）氘核（ｄ＾＋）束轰击吸氘固体，研究固体内Ｄ－Ｄ聚变反应的特性。实验中观测到了伴随离子能谱中介于质子峰（３ＭｅＶ）和氚峰（１ＭｅＶ）之间的一个宽峰。结果分析表明，该峰是由固体靶内超出离子射程几倍至十几倍处发