氘氚燃料气体氕纯化系统设计及工艺初探

在惯性约束聚变氘氚冷冻靶制备中,对氘氚原料气中氕含量有严格限制。为控制少量燃料中氕含量,有必要开展相关氢同位素分离研究及工程研制。根据热循环吸附(Thermal Cycling Absorption Process,TCAP)原理及前期冷实验数据,研制了一套小型纯化热实验系统。系统内配置了一根长2 m、外径6.4 mm的钯/硅藻土填充柱用于对氕的过滤。按照纯化工艺设计,占总吸附量10%的原料气从填充柱一端输入,经过一次加热冷却循环后从柱另一端输出,氕在色谱柱内累积,进而实现原料气的纯化。经过纯化工艺初步探索,连续输入33次原料气后,柱内氕含量由12%累积到了52%,产品气中氕含量由12%降至3%,氘氚燃料回收率为82.5%,实现了柱内氕的有效富集,以及氘氚气体中氕的有效过滤。

热处理温度对Pd/K复合材料微观形貌和储氢性能的影响

采用XRD,SEM,P-C T等方法研究了热处理温度(873~1473 K)对含Pd 45.3%(质量分数)的载钯硅藻土(Pd/K)复合材料微观形貌和储氢性能的影响。结构及微观形貌分析表明:Pd/K复合材料由Pd和SiO2两相组成,且相组成不随热处理温度的升高而变化;1123 K以下温度热处理时,Pd/K复合材料中细小的钯颗粒分布于硅藻土颗粒表面和孔隙内,同时,复合材料具有高的比表面积和孔容。随着热处理温度的升高,钯颗粒聚集长大形成网状膜,导致复合材料比表面积和孔容降低。储氢性能分析表明:1123 K以下低温热处理的Pd/K材料饱和吸氢容量低、压力平台斜率大,升高热处理温度可显著降低其吸氢平台斜率,减小吸放氢压力滞后,增大储氢容量。