氚的各种来源(下)

【美国《核安全》1981年9—10月第612页报道】目前世界上除轻水堆和重水堆以外,尚有其它一些堆型,它们也都释放氚。高温气冷堆每年释放氚的总量为7.8×10~9—3.1×10~(10)贝可/兆瓦(电)年。其中,84—97%以氚化水形式释出,2—8%以氚化水蒸汽释放,0.6—8%以氚气形式释放。这种堆氚的产生主要是燃料的三裂变,以及~3He 和锂杂质的中子活化。液态金属快     

用热解吸法研究锂陶瓷中氚扩散行为

采用热解吸法研究了氚在锂陶瓷γ -LiAlO2 中的扩散行为。根据不同线性升温速率下的氚释放曲线 ,分别测出了以HTO形式释放的氚和以HT形式释放的氚的表观扩散活化能分别为(2 53± 50 )kJ·mol-1和 (12 7± 5)kJ·mol-1     

铝-铝锂合金扩散层的互扩散研究

研究了Al-Li合金为芯体、Al-Mg-Cu-Si合金为包壳的扩散偶,经共挤压及520℃/2h固溶处理后,芯体与包壳间的互扩散现象。实验证明,芯体与包壳间的扩散层——Al(Li-Mg-Cu-Si)的形成和长大与固溶处理条件、挤压工艺、芯坯和包壳坯表面状态有关。采用离子探针和质谱仪测定锂在包壳中的扩散深度为0.16mm和0.25mm,锂在包壳中的扩散系数为6.1×10~(-9)cm~2/s。     

^3H和^90Sr示踪剂在土壤包气层示踪实验中的应用

本工作测定了土壤包气层中3H和90Sr在天然条件和人工喷淋条件下的扩散系数,并研究了3H和90Sr示踪剂在黄土包气层中的迁移行为.结果表明,在华北地区黄土高原天然条件下,包气层中氚示踪剂以0.03cm/d速度迁移,纵向扩散系数Dx为0.52cm2/d;在2m×2m实验坑中,以5mm/h喷淋强度每天喷淋3h的条件下,氚示踪剂以2.27cm/d的速度向下迁移,纵向扩散系数Dx为7.75cm2/d.包气层中天然条件下90Sr基本没有迁移;人工喷淋条件下,90Sr以3.7×10-3cm/d速度迁移,纵向扩散系数Dx为0.03m2/d.     

高压倍加器辐射防护初步评价

本工作主要是对一台高压倍加器的辐射场进行了测量。结果表明,目前该高压倍加器的运行是安全的。实验厅内中子剂量主要来自电缆沟和迷宫的散射。在中子产额为2×10~9中子/秒条件下运行30分钟,距靶20厘米处由于中子活化引起的γ辐照率约20微伦/秒。机械泵油中氚的浓度为3×10~(-5)居里/升,机械泵排出口氚的浓度在(4×10~(-8)～3×10~(-6))范围内。     

氚在RAFM钢中的渗透

采用气相渗透方法，开展了国产低活化铁素体/马氏体钢（RAFM钢?）之一的CLAM钢的氚渗透实验，研究了影响渗透的关键因素，建立了可靠的实验方法。在573~823?K温度范围内，得出氚的渗透率F_T为2.57×10-8exp(-38639/RT)，氚溶解度S_T为2.2×10-1exp(-38639/RT)，扩散系数D_T?为1.17×10-7exp(-22011/RT)。另外，氘氚混合渗透时存在明显的正同位素效应，在实验温度范围内，推导得出的氘氚渗透分离系数α_DT为1.42，氕氚渗透分离系数α_HT为3.76。      

分析束强流中子发生器中子比产额及靶寿命

将在分析束(D_1~-)轰击下,大面积高速旋转靶半寿命、中子比产额等指标与非分析束作了比较。中子比产额从1.1×10~(11)s~(-1)·mA~(-1)提高到1.6×10~(11)s~(-1)·mA~(-1),氚钛靶半寿命提高一个数量级,靶寿期由1mA·h/cm~2提高到6.9 mA·h/cm~2。     

在~(41)Ar存在情况下空气中氚水蒸气浓度的连续监测

本文介绍了一种采用气液混合取样方法和液体闪烁计数技术相结合的氚连续监测装置。它的取样原理是基于~(41)Ar 和氚水蒸气(HTO)在闪烁液中溶解度的差异,使得~(41)Ar 在液相中的存留量不致于对欲测的 HTO 造成严重的干扰。装置本底为14cpm,其刻度系数对应于5×10~(-9)Ci/L 的 HTO 为6.8×10~3pm,响应时间为20分钟,无~(41)Ar 存在下探测下限至少可达到9×10~(-12)Ci/L(空气) (95%置信度)。当反应堆现场的~(41)Ar 平均浓度为3×10~(-8)Ci/L 时,对 HTO 的探测下限低于1×10~(-10)Ci/L。     

强流中子发生器运行期间氚污染调查

本文报道了14MeV 强流(3.3×10~(12)n/s)中子发生器运行期间空气中氚浓度的调查结果。各采样点空气中的氚浓度分别为:手套箱,8.9MBq/m~3;发生器大厅走道,6.6kBq/m~3;氘操作室,4.1kBq/m~3;尾气排放口,9.7×10~7Bq/m~3;发生器大厅外,98Bq/m~3。调查结果表明,发生器运行期间工作场所和居民区空气中的氚浓度有所增加,但均未超过国家防护标准中对工作人员和对公众的导出空气浓度(DAC)。     

Np在模拟地下水中的扩散行为研究

核素在介质中的扩散系数是表征核素迁移能力的主要参数之一。本工作应用毛细管扩散法分别在大气和惰气条件下研究了Np在模拟地下水中的扩散行为;探讨了模拟地下水的pH值(5.0、6.0、7.0、8.0、8.5、9.6),Fe~(2 )离子(5.0×10~(-6)、1.0×10~(-5)、5.0×10~(-5)、1.O×10~(-4)、5.O×10~(-4)、1.O×10~(-3)mol/L),温度(35.0、40、45、50、55℃),粘度等因素对扩散系数的影响;测定了Np在模拟地下水中的扩散系数(1.32×10~(-10)m~2/s,35.0℃,pH=8.46)和扩散活化能49.795kJ/mol.实验结果表明:温度升高,Np在模拟地下水中的扩散能力增强;模拟地下水的粘度、pH值、Fe~(2 )离子浓度升高,NP在模拟地下水中的扩散能力减弱。     

在存在十六烷基三甲基氯化铵的条件下铬蓝G高灵敏度分光光度法测定铀

铀铬蓝G络合物和十六烷基三甲基氯化铵在水溶液中形成的三元络合物pH,值在4.0—6.2间波长在648 nm处具有最大吸光度。在0.2-2mg/l范围中的铀遵循比尔定律,mol吸光系数达1.32×10~5l·mol~(-1)·cm~(-1)。Sandell灵敏度为1.8×10~(-3) ug铀/cm~2。当使用钙-1,2-环己烷-二胺四乙酸作掩蔽剂时仅铝和铍有干扰。     

锂陶瓷γ—LiAlO2放氚行为研究

采用堆外实验来研究γ－LiAlO2增殖剂的放氚行为。根据测得的γ－LiAlO2的放氚曲线，确定了748～873K范围内氚在γ－LiAlO2中的扩散系数常数D0＝（1．39±0．10）×10(-9)m2·S(-1)，活化能Q＝（145±3）kJ·mol(-1)。     

TBM TES手套箱泄漏事故下氚浓度与通风关系研究

为了分析TBM TES室内通风是否能在手套箱发生氚泄漏时控制室内氚浓度在安全剂量值,采用Fluent对手套箱的氚泄漏和扩散进行模拟,得到不同通风下手套箱泄漏时的氚泄漏速率以及室内氚浓度分布,并对比分析了模拟数据与理论数据。结果表明TES手套箱泄漏速率为1.41×10~(-5)g/s和1.02×10~(-5)g/s时,分别为5次/h和8次/h的换气通风能控制室内氚浓度在安全剂量值2.0×10~(10)Bq/m~3内;而氚泄漏速率为1.56×10~(-5)g/s时,3次/h的换气通风不能控制室内氚浓度在安全剂量值内;模拟结果与理论结果相一致。结果为TES通风除氚设计提供了理论依据。     

钛-氚反应特性研究 Ⅰ.热力学特性

测定了纯钛在523,773,798和823 K下吸氚、放氚的P-C-T曲线、吸气平衡压与温度的关系曲线;确定了钛吸氚的吸气平衡压和饱和吸气容量,并给出了吸氚热力学参数.钛吸氚在不同的相组成时,标准焓变ΔH值在第一平台(α+β相)为(-101.5±1.9) kJ/mol,在第二平台(β+γ相)为(-179.6±5.6) kJ/mol;而标准熵变ΔS值在第一平台为(-165.3±1.9) J/(K·mol),在第二平台为(-290.3±7.1) J/(K·mol);在吸氚和放氚这一可逆过程中没有发现明显的滞后效应.     

氢和氘在FLiNaK熔盐中的渗透扩散行为

利用氢同位素在熔盐中的扩散渗透特性测试系统,本研究对FLiNaK熔盐中氢和氘的渗透扩散行为进行了研究。首先,通过对比分析熔盐侧充氢和金属侧充氢的实验结果,发现通过熔盐侧充氢的实验可更准确地反映FLiNaK熔盐中氢的渗透扩散行为及其性质。其次,通过熔盐侧充氢实验,获得了550-700°C时FLiNaK熔盐中氢的扩散系数与溶解度常数,两者可分别表述为:D_(H_2)=1.62×10~(-5)exp(-48.20×10~3/RgT)m~2·s~(-1)和K_(H_2)=6.18×10~(-5)exp(-11.14×10~3/RgT)mol·m~(-3)·Pa~(-1)。最后,通过对比分析金属侧充氢和金属侧充氘的实验结果,发现同位素效应并不影响FLiNaK熔盐中氢的渗透扩散行为及其性质的研究,从而为氢和氘代替氚进行FLiNaK熔盐中氚行为性质的研究提供实验基础。     

氚的生产

在裂变堆中生产氚产生氚的途径有多种,但具有实际生产价值的是在裂变堆和聚变堆中生产氚。利用~6Li(n,d)T 核反应,是目前生产氚的基础。一般是采用金属锂、锂台金,熔融状态锂无机化合物和固体锂无机化合物作为制取氚的材料放进反应堆内进行照射。表     

FEB-E氚泄漏分析

由于氚本身非常昂贵而且氚的泄漏将造成环境污染,因此氚的控制对D-T加料的聚变堆来说是非常重要的问题。通常规定聚变堆环境周围总的氚泄漏率应<3.7×10~(11)Bq·d~(-1)。在聚变实验增殖堆FEB-E设计中采用高压氦气冷却,液态锂作氚增殖剂,因而氚与增殖材料之间具有强的化学亲合力。在正常工作条件下,     

氢在FLiNaK(LiF-NaF-KF)熔盐中的渗透行为

FLiNaK(LiF-NaF-KF)熔盐在高温熔盐堆或聚变堆的应用中面临着氚扩散渗透的问题。研究H2在FLiNaK熔盐中的渗透行为,能够为FLiNaK熔盐中氚的控制提供依据。氢同位素在熔盐中的扩散渗透特性测试系统主要用于测定熔盐中氢同位素的渗透行为,以获得氢同位素在熔盐中的扩散系数和溶解度常数等相关参数。通过该系统,本文对FLiNaK熔盐中H2的渗透、扩散和溶解等行为进行了研究。结果表明,受实验装置和实验方法的限制,H2在FLiNaK熔盐中的渗透主要以氢原子(或离子)的方式进行。在500-700°C时,FLiNaK熔盐中H2的扩散系数与温度的关系满足:DFLiNaK-H=1.12×10-4exp(-66.40×103/RgT)(m2·s-1),其扩散活化能为66.40kJ·mol-1。而对于FLiNaK熔盐中H2的溶解常数,其与温度的关系可表述为:KFLiNaK-H=2.1×10-5exp(-0.94×103/RgT)(mol·m-3·Pa-1/2)。     

无锡坠冰水的中子活化研究

本文用中子活化法研究了无锡坠冰水中的痕量元素丰度,发现坠冰水中的铱浓度为正异常,达3.16×10~(-12)g/g。利用实验结果,计算了一系列元素之间的相互比值,坠冰水中的Ir/Co、Ir/Cr、Ir/Sc、Ir/Sr、Sc/Cr和Sr/Cr比值分别为6.88×10~(-3)、2.40×10~(-4)、1.09×10~(-1)、6.28×10~(-3)、2.21×10~(-3)和3.8×10~(-2),与Cl型陨石的10.2×10~(-3)、2.08×10~(-4)、0.92     

国产镍铬-镍铝热电偶耐中子辐照性能的试验研究

本文叙述了在反应堆内对国产镍铬-镍铝热电偶进行辐照试验的情况,证明它们耐中子辐照的性能良好.试验所达到的最高中子积分通量为:快中子(能量≥1兆电子伏)3.9×10~(20)中子/厘米~2和热中子1.6×10~(20)中子/厘米~2.