氚老化对钯钇合金膜氢渗透性能的影响

在聚变堆燃料循环系统中,钯合金膜将被用于氢同位素与杂质气体间的渗透分离以及含氚杂质中氚的催化回收。长期连续的氚操作将使合金膜体内因氚衰变而累积3He,产生氚老化效应。本工作研究了贮氚老化对Pd8.5Y0.19Ru(原子百分数)合金膜的氕、氘渗透性能的影响。研究结果表明:对于膜内体氦浓度He/M为0.042的氚老化膜,在573～723K温度范围内,氕、氘渗透率被严重降低,膜的氕氘渗透分离系数则有所提高。

Pd-Y合金膜的MOCVD研制

采用金属有机化合物的化学气相淀积法 ,以 β-二酮螯合物为源物质 ,在多孔 Al2 O3 衬底上成功制备了超薄钯钇合金膜 .用 Pd( Ac Ac) 2 +Y( Ac Ac) 3 混合源制备的钯钇合金膜的晶粒尺寸 ( 2 1nm× 10 nm )比单独用 Pd( Ac Ac) 2 制备的钯膜的尺寸 ( 3 0 nm× 10 nm )小 . XPS研究发现 ,制备的 Pd-Y合金膜中 Y/Pd比小于源物质的 .氢的透气性实验表明 ,合金膜的氢渗透率高于 Pd膜 ,且在 2 0 0～ 3 5 0℃范围内渗透率稳定 .

氕和氘在Pd-8%Y合金膜中的渗透性能研究

研究了氕和氘在Pd-8%Y(原子分数,下同)合金膜中的渗透性能,预测了一定条件下以该合金管为分离膜材料的钯合金膜分离器对氕和氘的分离性能。结果表明:在573K～873K,0.05MPa～0.40MPa下,氕和氘的渗透通量与压力的平方根成正比,氕和氘的渗透率与温度之间满足阿伦尼乌斯公式;渗透通量与压力数据用J=ΦAmPn/tm拟合时,n在0.66左右,表明对于装置所用厚度的钯合金膜,表面过程对氕和氘的渗透率有很大影响;在该温度和压力范围内,如果忽略同位素之间的相互作用,钯合金膜分离器对1:1的氕和氘的分离系数在1.45～1.76之间,分离系数随温度的增高而减小。