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本发明公开一种用于热致循环吸附法氢同位素分离的色谱柱。该色谱柱芯使用泡沫金属柱作为固定骨架,聚四氟乙烯分散液(PTFE)/硅藻土、羟丙基甲基纤维素(HPMC)/硅藻土或气相法二氧化硅水溶胶作为粘结剂,添加金属粉末如铜粉、镍粉或铝粉等进一步提高传热效率,装载具有氢同位素效应的储氢材料,可以满足热致循环氢同位素分离法快速吸放氢动力学及良好传热性能的要求。
中国科学院合肥物质科学岛团队在氢同位素分离材料性能研究方面取得新进展（图）
氢同位素分离 材料性能 等离子体
2023/7/23
2023年1月6日，中科院合肥研究院等离子体所陈长伦研究员课题组在氢同位素分离材料性能研究方面取得新进展。研究成果发表于国际知名学术期刊ACS Applied Materials & Interfaces上。高纯氘(D2)是一种重要的工业和科学气体，它已被广泛用于中子缓蚀剂，同位素示踪剂等领域。尽管对天然氘的需求量很大，但它的含量只相当于海洋中天然氢的0.0156%。此外，D2及其同位素(H2或T...
“材料辐照损伤”与“氚燃料自持”是实现可控核聚变能的瓶颈问题。辐照损伤产生缺陷引起材料服役性能大幅下降，并显著提高氢同位素滞留量。目前，金属钨凭借其高熔点、高热导率、高强度、低物理溅射率、低氢同位素滞留量等独特优点，被视为聚变堆面向等离子体部件的首选材料。近年来，基于核反应分析方法所测得重离子辐照中钨氘滞留量饱和这一重要现象受到聚变材料领域的广泛关注，但其物理本质尚不清晰，有待揭示。早先第一性原理...
中国科学院合肥物质科学岛团队在壁材料的氢同位素渗透研究方面取得新进展（图）
氢同位素渗透 等离子体 聚变堆材料
2023/7/24
2022年6月10日，中科院合肥研究院等离子体所聚变堆材料及部件研究室在壁材料的等离子体辐照效应研究方面取得新进展，相关成果发表在Nuclear Fusion期刊上（1,2）。在聚变堆边界等离子体与材料的相互作用下，氘氚会进入材料表面，渗透穿过第一壁进入到内部的冷却剂，增加反应堆的燃料成本以及安全风险。与此同时，氘氚聚变反应产生的氦也会直接轰击材料表面，影响氘氚在材料中的渗透滞留行为。
氦是氘氚聚变反应的产物，氦在材料中的损伤对氢同位素滞留行为有重要影响。目前聚变界的相关研究在不同实验条件下获得了截然相反的结果（即氦的辐照增加或抑制了氘氚滞留）。为深入理解相关机理，课题组首先采用加速器将3.5MeV氦离子注入低活化钢，在6微米深度处形成氦泡层，再利用等离子体所新建的直线装置PREFACE开展氘注入，发现氘滞留量随着氦的剂量上升而下降；同时，使用减能器将氦损伤层偏移至材料近表面再进...
Pt/C对氢同位素交换反应的催化性能研究
Pt/C催化剂 催化活性 氢同位素交换反应
2011/8/17
采用并流法研究了用不同活性炭担体制备的Pt/C对H2（g）/HDO（v）体系的催化性能，得出Pt/C对氢-水同位素交换反应的活化能为41.3～42.4 kJ•mol－1。实验结果表明，采用表面改性活性炭制备的Pt/C对H2（g）/HDO（v）的催化活性比未经改性活性炭制备的Pt/C高出1倍，但两者对水蒸气均为0.77±0.05级反应，其活化能也基本相等，说明活性炭担体表面改性未改变Pt...
含氚氢同位素丰度分析应用于氚半衰期的测定
T 半衰期 氢同位素分析 质谱法
2011/8/19
氚是核燃料循环与材料的重要核素，但用不同方法测量其半衰期的差异较大。本工作用低分辨率质谱测定氢同位素中氚丰度的方法来测定氚半衰期，测定结果为（12.065 2±1.231 1）a，与建议使用的氚的半衰期（12.323 a，每年计365.25 d）较吻合。
甲烷的氢同位素交换的热力学理论计算
甲烷 氢同位素交换 密度泛函理论
2009/10/10
〖HTSS〗应用密度泛函理论（DFT）/B3LYP/631G**方法计算了甲烷的氢同位素交换的各反应标准摩尔生成焓、标准摩尔生成熵、标准摩尔吉布斯自由能和平衡常数。计算结果表明，温度是影响反应热力学的重要因素，较高温度有利于甲烷的氢同位素交换，但温度太高将有较多的积炭生成，欲得到较高的转化率，需要一合适的反应温度。
Mo含量对Ti-Mo合金氢同位素效应的影响
氢同位素效应 Ti-Mo固溶体合金 H-D分离因子
2009/9/16
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) =(D/H)(固相) /(D/H)(气相)计算得...
用于氢同位素分离的置换色谱分离材料的研究进展
氢同位素分离 置换色谱 分离材料
2010/8/19
置换色谱法是一种较有优势的氢同位素分离方法，而分离材料的性能是决定置换色谱法分离效果的一个关键因素。目前研究的置换色谱分离材料包括钯材料和很多非钯材料。钯虽然价格昂贵，但由于其出色的分离性能而难以用廉价金属或合金来替代。本文简要介绍了置换色谱法分离氢同位素的原理，重点介绍了几种置换色谱含钯分离材料（纯钯、载钯硅藻土、载钯氧化铝、钯铂合金等）的性能，初步分析了置换色谱分离材料的发展方向。
气相色谱法在氢同位素分离中的应用
氢同位素 气相色谱法 分离
2009/3/30
简要介绍了气相色谱法分离氢同位素的原理，重点阐述了利用气相色谱法分离氢同位素的几种主要工艺(洗提色谱法、氢置换色谱法、自置换色谱法和前沿置换色谱法)及其应用进展，并对气相色谱法在氢同位素分离中的应用前景进行了评述。
氘气中氢同位素的低温气相色谱法测定
气相色谱 氘 同位素
2009/3/24
针对高纯氘气中H2、HD与D2等氢同位素气体间不易分离分析的特点，以5A分子筛微填充石英毛细管色谱柱，在－95℃下对氢同位素进行分离，以气相色谱-脉冲放电氦离子化检测器对氢同位素进行分析。研究建立的H2、HD与D2等同位素气体测定方法精密度小于15%，最小检出摩尔分数为1×10－6。
钯在氢同位素分离和纯化工艺中的应用
钯 氢同位素 分离 纯化
2008/10/31
在迄今所知的金属-氢体系中，钯氢体系的同位素效应最强，因此，钯被广泛用于氢同位素处理工艺中。文章简述了钯氢体系的同位素效应，综述了钯及其合金在氢同位素分离和纯化工艺中的主要应用及其发展。
材料中氢同位素的多维扩散行为计算
氢同位素
2008/10/31
研究了氢同位素在材料中多维扩散行为的有限差分计算方法。对二维扩散问题的交替方向隐式有限差分解法进行了推导 ,并用数值解和乘积法求出的解析解计算了圆柱体不锈钢样品一次充氘的浓度分布 ,两者的计算结果相近。无论是解析方法 ,还是数值方法 ,多维扩散问题都可以分解为多个较简单的一维扩散问题
低温精馏氢同位素分离全回流模式研究
氢同位素 分离
2008/10/31
为探求全回流模式下低温精馏氢同位素分离过程中有关操作参数的内在联系，研究了再沸器加热功率对脱氘率、床层压降、液氢液位等的影响。当再沸器加热功率从5W增加到12.4W时，脱氘率从88%增加到99.6%，脱氘率与再沸器加热功率基本呈线性关系。随再沸器加热功率的增加，液氢液位下降，床层压降增加，但在该功率范围内未出现液泛现象。随加热功率增加，精馏柱操作压力从100kPa升高到190kPa，冷凝器和冷头...