空气中氚的甄别测量技术研究
氚是氢的一种放射性同位素，既有天然氚存在，也会有大量人工氚产生。特别是在核能大发展的背景下，反应堆、氚工艺等涉氚场所中氚的操作量逐年增长。空气中相同浓度的HTO和HT，其辐射危害比为10000∶1，所以在不同组分氚源同时存在的情况下，应当进行氚甄别测量，以便对氚的内照射危害作出正确评价。本文在文献综述的基础上，对氚化水蒸气源制备影响因素及Nafion干燥器氚甄别性能进行了实验研究，并在此基础上设计了一款基于Nafion干燥器的在线氚甄别测量系统。 鼓泡法是一种制备氚化水蒸气源的简单易行的途径，本文对鼓泡器直径、装液量这两个影响因素进行了实验研究，并在此基础上进行了氚化水蒸气源的制备。鼓泡器直径对饱和系数(S)影响实验研究结果表明，65mL装液量时，3cm直径鼓泡器的S值优于4cm和5cm直径鼓泡器;装液量对S值影响实验研究表明，3cm直径鼓泡器在45 mL装液量时的S值最为理想，均近似于1;氚化水蒸气源制备实验表明，在装液量45mL、0.02～2L/min瞬时流量区间，3cm直径鼓泡器可以作为氚化水蒸气源的发生装置。 分别在HTO、HT以及HTO+HT气氛下，实验研究了吹扫气瞬时流量、样品气瞬时流量和温度对Nafion干燥器甄别性能的影响。纯HTO渗透率实验结果表明，在室温(20℃)条件下，HTO在Nafion干燥器中的渗透比可达4×103，渗透率在94％以上，且随吹扫气、样品气瞬时流量的增大有微弱增大;纯HT渗透率实验结果表明，HT在Nafion干燥器中的渗透比小于1.8×10-3，渗透率小于0.19％，且未发现其随样气、吹扫气瞬时流量的变化而变化;混合气源(HTO+HT)渗透率实验结果表明，在10℃～50℃温度下，HTO在Nafion干燥器中的渗透率在64％以上，且随温度升高而明显变大，HT在Nafion干燥器中的渗透率随温度无明显变化，甄别比可达105量级。 基于Nafion干燥器，设计了一款在线氚甄别测量系统。该系统主要由弱电流测量模块、数据处理模块、氚化水蒸气甄别模块组成。性能测试结果表明，氚化水蒸气甄别模块的甄别效果较好，能够实现HTO与HT的在线甄别测量;记忆效应得到根本消除，为高浓度氚的监测提供了条件。
氚化水蒸气源;鼓泡法;氚元素;在线甄别测量系统;记忆效应
中国工程物理研究院
硕士
核燃料循环与材料
王和义
2014
中文
X831;X830.2
55
2016-03-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）