材料中氢同位素行为热脱附谱实验方法研究

材料中氢同位素行为研究是确保聚变堆安全和经济性的关键问题和重要研究方向。为研究材料中氢同位素的扩散、释放、居留等特性,建立了一种联合四极质谱仪(QMS)的热脱附谱(TDS)实验方法,解决了TDS系统超高真空、低氢同位素质谱本底、线性升温速率控制以及灵敏度标定等关键科学技术问题。通过涡轮分子泵和二级溅射离子泵实现了优于1×10-7 Pa的超高真空,本底H2分压降至1×10-9 Pa。通过MCGS直流PID控温程序实现样品升温速率在1～100K/min范围可调,采用漏率可变的特制通导型玻璃漏孔标定TDS系统的氘气脱附速率灵敏度,确定该灵敏度系数α和最小可检测氘气热脱附速率(脱附速率灵敏度)分别为6.22×1024 s-1.A-1、1.24×10-10 s-1。采用镀镍Zr-4合金吸氘样品验证了TDS方法的有效性,初步分析了Zr-4中的氘热脱附特性。

热脱附谱方法的脱附速率灵敏度与四极质谱仪参数关系的实验研究

为了获得热脱附谱(TDS)方法的脱附速率灵敏度与四极质谱仪(QMS)参数的关系,以优化TDS高灵敏度分析的条件和参数,采用一种特制的通导型校准漏孔,基于QMS对氢同位素释放速率的二次离子检测(SEM)模式,研究了QMS仪器参数对TDS氘气脱附速率灵敏度的影响规律。实验结果表明,QMS的参数对TDS的氘气脱附速率灵敏度具有明显的影响,获得了实现TDS高灵敏度分析的QMS参数范围:发射电流1 000～1 400μA;离子能量(栅极电压)3～3.5V;电子能量50～70V;聚焦电压-100～-60V;分辨率-5～+5。

当代大学生中艰苦奋斗精神缺失的现状分析及解决办法

积极向上,朝气蓬勃,敢想敢干是当代大学生的总体现状。但是,我们不能回避,当代大学生在学习、生活、思想、工作等问题上明显缺乏艰苦奋斗的精神。本文探讨了艰苦奋斗精神的科学理念和时代内涵,分析了当代大学生艰苦奋斗精神缺失的深层原因,结合当代大学生的实际情况探究了传统方法在发展当代大学生中艰苦奋斗教育的缺陷,同时指出了强化忧患意识和挫折教育在解决当代大学生中艰苦奋斗精神缺失问题中的突出作用。

高温质子导体陶瓷分离回收痕量氢

为开发涉氚装置中痕量氢同位素的新型分离回收技术,采用高温质子导体陶瓷CaZr0.9In0.1O3-α材料,设计加工了一端为半球形、另一端为开口的质子导体陶瓷电化学氢泵,研究了He中100 ppm H2混合气的痕量氢分离回收性能,结果表明,脱氢因子大于104,氢回收效率高于99%,并在氦中0.12%H2混合气条件下验证了质子导体陶瓷电化学氢泵的扩展应用技术可行性分析,证明了质子导体陶瓷电化学氢泵具有应用于痕量氢同位素分离回收的潜力。

氘在Incoloy800H合金材料中的扩散渗透行为

采用气相渗透技术研究了氘在Incoloy800H合金材料中的扩散渗透行为,利用高温气相渗透实验装置和四极质谱仪测定了450~600℃温度范围内、氘压110kPa下氘的渗透实验曲线,计算得到了氘在Incoloy800H合金材料中的渗透率和扩散系数。结果表明,渗透扩散过程为扩散控制,得到的渗透率、扩散系数与温度的关系式均符合Arrhenius关系。

S22合金钢的氘扩散渗透行为

在分别采用光学显微镜和辉光放电光谱仪获得S22合金钢的金相显微组织和元素成分的基础上,利用已经过氘渗透速率定量标定的渗透实验装置,研究了S22合金钢在400~600℃下的氘扩散渗透行为,得到了氘在S22合金钢中的渗透率和扩散系数。对比分析了500℃时纯D2和He+1%D2下S22合金钢的氘渗透数据,结果表明,随氘分压的降低,氘在S22合金钢中的扩散渗透孕育期增加,氘渗透速率降低,但即使在较低氘分压下依然有氘渗透现象。该结果可为高温气冷堆、快堆等先进反应堆在使用S22合金钢时进行必要的氚渗透防护及其安全分析提供理论与数据支持。

高温质子导体陶瓷应用于高温堆氦气中含氚水汽去除的特性研究

为开发高温堆冷却剂氦气中含氚(T)水汽的去除技术,采用CaZr_(0.9)In_(0.1)O_(3−α)高温质子导体陶瓷(HTPC)材料设计加工了一种新型的电化学氢泵。实验以水汽模拟高温堆氦气中的含氚水汽,对水汽浓度为1644×10^(−6)的氦气的电解提氢性能及相关机理进行研究。结果表明,随着加载电压增加,产生的总电流、阴极提取的氢气(H_(2))浓度、H_(2)回收效率都随之增加,但实际H_(2)提取速率会偏离法拉第定律,表明电流效率(质子电流与总电流的比值)或质子迁移数会随着H_(2)提取速率的增加而降低。通过对质子电流效率下降的原因进行分析,得到的结论是导致电流效率降低的因素不仅包括缺陷平衡反应的电子空穴电流,还包括电极反应动力学的降低。基于该研究工作,可开发促进氧气(O_(2))从阳极通过电解质界面向外扩散的电极,以有效抑制电子空穴电流,从而提高质子电流效率。为HTPC应用于高温堆氦气中含氚水汽的去除积累实验依据。