低温等离子体处理^(14)C烷烃类化合物的实验研究

压水堆中的^(14)C气态流出物主要以烷烃类化合物的形式存在。本研究以^(14)C烷烃类化合物中占比最大且化学性质最稳定的^(14)CH_(4)作为处理目标,引入低温等离子体技术,对其放电行为和CH_(4)处理性能进行探究。结果表明:在常温常压、输出电压17.89 kV、气体流速0.83 cm/s的最优条件下,等离子体的CH_(4)处理效率可达99.37%,CO_(2)选择性可达46.99%;通过提高输出电压、反应温度以及降低气体流速均能有效提升等离子体的CH_(4)处理性能;除CO_(2)外,等离子体处理CH_(4)过程中伴随产生的副产物有30余种,以有机物为主;等离子体处理CH_(4)的动力学过程符合准一级反应动力学模型,相应的速率常数为1.1048 m^(3)/(kW·h)。以上结果表明,等离子体技术在^(14)C废气处理和监测领域,尤其是^(14)C烷烃类化合物处理方面具有广阔的发展前景。

玻璃纤维滤材的疏水改性及过滤性能

闭式循环过程会产生大量放射性气溶胶,其高湿、高酸、高放射性的特点导致基于玻璃纤维滤材的高效过滤器失效快、更换频率高。为解决上述问题,提出对传统的玻璃纤维滤材进行疏水性改性,以提高玻璃纤维滤材对苛刻工况的耐受性。利用低表面能改性剂(聚二甲基硅氧烷)对滤材进行化学性疏水性改性,通过引用SiO_(2)纳米颗粒物进行微结构构造,进一步改善疏水效果。借助SEM、FTIR、接触角测量仪等手段对改性效果进行了分析,并进一步研究了改性滤材的过滤性能。研究结果表明:改性方案能够有效改善玻璃纤维滤材的疏水性,并提高其耐湿性;单纯化学改性滤材的静态接触角可达146°,引入SiO_(2)纳米颗粒物后改性滤材的接触角超过150°;当改性剂中聚二甲基硅氧烷质量分数为2.0%、SiO_(2)纳米颗粒物质量分数为0.5%时,所得GF-PS-0.5滤材展现出最优的耐酸性,主要源于化学性疏水和结构性疏水的有效协同;GF-PS-0.5在经受足量的γ照射后,疏水性保持稳定,表明其良好的耐辐照性;改性滤材仍然保持了优异的过滤性能,其过滤效率超过99.99%。改性过程在提高滤材耐受性的同时,没有影响其过滤性能,展现出良好的应用前景。

三维有序胶晶模板的合成及在3DOM-SiO_(2)碘吸附剂中的应用

为了进一步提高对核工业废气中放射性气态碘的捕集能力,本文采用溶胶凝胶法结合胶晶模板法,将三维有序大孔结构(3DOM)引入二氧化硅气凝胶。系统研究了离心转速和离心时间对单分散聚苯乙烯(PS)微球转化为胶晶模板的影响,以及三维有序胶晶模板在合成三维有序大孔二氧化硅(3DOM-SiO_(2))碘吸附剂中的应用。结果表明,离心组装PS胶晶模板的最佳工艺条件,是以3000r·min^(-1)的转速将单分散的PS微球离心16h。对前驱体/模板复合物进行高温焙烧后,得到了孔道排列整齐有序、孔径尺寸均一、大孔之间有小窗口相互连通、呈三维空间相互交联的3DOM-SiO_(2)碘吸附剂。研究结果可为该材料应用于放射性碘的捕集提供参考。

菱形结构深床式碘吸附器性能研究

本文通过对菱形结构深床式吸附器内部流场模拟分析、抗震模拟分析以及吸附器性能测试,全面考察了菱形结构深床吸附器结构设计合理性、安全性和性能可靠性。研究结果表明:菱形结构深床吸附器内部气流分布均匀,结构设计合理;吸附器结构强度满足规范要求;吸附床能够从流经吸附床的气流中均匀地吸附气态污染物,无明显气流穿透现象;吸附器整机机械泄漏率小于万分之一、对放射性甲基碘的净化效率不低于99.997%,总体满足核设施碘吸附器放射性碘的净化处理需求。

放射性CH_(3)I捕集预处理技术研究进展

相比于分子碘,通过吸附法捕集甲基碘是极具挑战的。目前,对于放射性甲基碘各国研究人员主要围绕两条技术路线展开攻关:开发银含量低,对放射性碘具有高吸附特性的固体多孔材料;开发捕集预处理技术对甲基碘进行分解或转化,以获得容易处理的放射性碘形式。文章首次对甲基碘捕集预处理技术发展情况进行梳理,并分析了相关技术下一步的研究重点,对相关研究人员具有重要的参考价值。

后处理厂碘吸附单元性能定期评价方法研究

针对后处理厂工艺气体碘吸附单元无法进行定期性能检测的问题,根据后处理厂的特殊气氛条件,对比了碘吸附单元性能评价的三种方法:放射性甲基碘法、氟利昂法和环己烷法,充分讨论后建议优先考虑使用改进后的放射性甲基碘法进行后处理厂碘吸附器定期效率试验,配合采用氟利昂法或环己烷法在碘吸附器更换后短时间内进行机械泄漏率检测,快速判断其安装情况,并针对后处理厂特殊的气氛环境,对放射性甲基碘法的使用提出了一些改进意见。

活性炭纤维疏水改性对其吸附性能影响的研究进展

活性炭纤维具有比表面积大,孔径分布窄,以微孔结构为主,且微孔主要分布在活性炭纤维表面,吸附脱附速度快等优异性能,因此对其进行研究应用越来越受到关注。由于活性炭纤维吸附效能受环境湿度影响比较大,本文主要阐述了活性炭纤维疏水改性对其吸附能力影响研究进展。通过调研发现制备活性炭纤维疏水材料的主要途径有两种:一是在活性炭纤维表面直接构建疏水保护层;二是在材料表面上修饰低表面能物质。改进活性炭纤维生产方法和提高活性炭纤维疏水性能是今后研究的主要方向。

TEDA浸渍活性炭吸附性能的影响因素及机理研究现状

国内核电站通风系统中,普遍采用TEDA浸渍活性炭作为主要吸附剂,以确保对废气中放射性碘化物的有效捕集。虽然各国研究人员已开发出一系列具有潜在放射性碘化物捕集能力的新型多孔吸附材料,但由于活性炭具有更为突出的工业化优势,在较长时间内仍将是通风系统中吸附材料的主力。国内外研究人员通过采用更为精确的新方法,对影响TEDA浸渍活性炭吸附性能的因素及机理进行了探究,对相关研究动态进行了较为全面的概述总结。

^(14)C气态流出物处理技术研究

目前,国内在运以及在建核电站均未装备气态^(14)C流出物处理单元,^(14)C已成为核电站正常运行气态放射性流出物中对周围公众年有效剂量贡献最大的核素,考虑到核设施在长期运行过程中^(14)C的累积效应,会对周边环境和生物造成“慢性”毒害作用。因此,对气态^(14)C流出物处理技术的总结和探索是十分必要且迫切的。文章对国内主力堆型的^(14)C气态流出物的产生与存在形式进行了阐述,并针对^(14)C不同存在形式探讨了相关技术的发展情况,对后续^(14)C气态流出物样机的研制具有理论指导意义。

后处理厂高效过滤器现场性能评价方法思考

针对后处理厂工艺气体气溶胶净化单元无法进行定期性能检测的问题,根据后处理厂特殊气氛条件,对比了气溶胶净化单元性能评价的5种方法:钠焰法、油雾法、DOP法、荧光素钠法、最易穿透粒径法,优选出了三种可能用于后处理厂气溶胶过滤单元的定期现场效率试验方法,并从示踪剂的发生、注入、采样、测量四方面对该方法的实施提出改进意见,为乏燃料后处理厂高效过滤器运行后的定期效率检测提供理论指导意见。

氨基离子液体负载活性炭CO_(2)吸附性能的负协同效应

通过三亚乙基四胺与L-乳酸的酸碱中和反应合成[TETA][L]离子液体,并将不同质量分数的离子液体负载到椰壳活性炭中,利用傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪、全自动比表面和孔径分布分析仪研究[TETA][L]离子液体浸渍对椰壳活性炭微观结构以及CO_(2)吸附性能的影响。结果表明:离子液体与活性炭之间的相互作用会导致石墨微晶细晶化,对活性炭的结构稳定性有不利影响,而离子液体对椰壳活性炭孔隙结构的“堵塞式”填充,导致复合材料CO_(2)物理吸附性能显著下降和CO_(2)化学吸附性能有限增加,这是造成复合材料CO_(2)总吸收性能显著降低的根本原因,且离子液体在活性炭中呈现了一种由小孔径到大孔径的“阶梯式”填充行为。