CN108290152A - 构造为降低内部放射性氢气水平的离子交换柱 - Google Patents

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Abstract

一种离子交换系统包括用以在离子交换柱离线或被处置时减少柱体内的氢气的量的一种或多种策略。该离子交换系统包括离子交换柱，所述离子交换柱包括壳体和位于壳体中的离子交换介质。离子交换柱可以包括以下物质中的一种或多种：(1)限制由辐解产生氢气的氧化物材料；(2)去除或清除柱体内的氢气的除氢材料；和(3)催化柱体内的氢和氧的反应的氢催化材料。

Description

构造为降低内部放射性氢气水平的离子交换柱
相关专利申请的交叉引用
本申请要求在2015年11月10日提交的、题目为“构造为降低内部放射性氢气水平的离子交换柱(Ion Exchange Column Configured to Reduce Internal Levels ofRadiolytic Hydrogen Gas)”的美国专利申请No.14/937,570的优先权，该美国专利申请要求在2015年8月13日提交的、题目为“控制用于从液体去除放射性核素的离子交换柱中的气体空间氢浓度的系统和方法(System and Method for Controlling Gas Space HydrogenConcentration in Ion Exchange Columns Used to Remove Radionuclides fromLiquids)”的美国临时专利申请No.62/204,791的权益，这些申请的全部内容通过引用并入本文。在发生冲突的情况下，在本文中明确叙述或示出的主题控制通过引用并入的任何主题。所并入的主题不应被用于限制或缩小被明确地叙述或描绘的主题的范围。
背景技术
通过核反应堆的运行、处理使用的核燃料、粒子加速器的运行以及其它来源产生了放射性废弃物。这种废弃物的一部分为含有放射性污染物的液体流的形式。液体废弃物必须通过固化、放射性核素去除和/或其它方法进行处理，以使其得到安全处置。
离子交换是用于处理含有大量放射性核素的液体放射性废弃物的常用方法。离子交换过程包括使得液体废弃物流移动通过填充有离子交换介质的离子交换柱。液体中的放射性核素被离子交换介质吸收，并且被从剩余的液体分离。
由离子交换介质吸收的放射性核素的量随着过程的进行而增加。发射辐射的核素在离子交换介质中的积累是显著的，并且能够在离子交换柱周围产生危险的辐射场。在某些情况下，离子交换柱被装入辐射屏蔽材料中或被其包围，以降低辐射水平并保护工作人员。
当离子交换介质被以其容量或接近其容量加载时，离子交换柱被从服务中移除。液体废弃物流不再流过柱体。在这种状态中，从被吸收在离子交换介质上的放射性核素发射的高辐射场通过辐解(radiolysis)过程使包含在离子交换柱中的一部分水分解。
在辐解中，水分子因辐射被分裂，并且通过一系列反应形成气态氢和氧。该辐射可具有源于放射性同位素衰变的α粒子、β粒子或γ射线的形式。气体在离子交换柱的顶部处收集并且浓度增加，直至它们形成潜在的易燃和/或爆炸性混合物。
易燃/爆炸性气体混合物是重大的危险。它可能会点燃、损坏离子交换柱及其屏蔽件，并散播高放射性的离子交换介质，从而导致对附近的人造成潜在的致命辐射。
传统上，这个问题以两种方式之一来解决。第一种方式是将离子交换柱连接到从柱体主动地清除氢气的安全可信系统。第二种方式是干燥离子交换柱以去除作为氢的来源的水。这些系统必须连续地运行，以防止不受控制的氢气积聚。这使得它们的安设和维护成本很高，因为它们需要带有备用电源的冗余系统。
发明内容
一种离子交换系统被构造成防止在离子交换柱内的放射性氢气的积聚。离子交换柱用于从液体废弃物流分离放射性核素。当柱体被从服务中移除时，捕获在离子交换介质中的放射性核素发射辐射，这引起水的辐解分裂，水的辐解分裂产生氢气。能够使用以下任何一种或多种方法减轻在柱体中的氢气积聚。
在一些实施例中，离子交换柱包括能够去除柱体内的氢气的一种或多种除氢材料或氢吸收剂。除氢材料能够通过吸收和/或吸附氢气以及与氢气进行化学和/或物理结合而不可逆地去除氢气。
除氢材料可位于离子交换柱内的任何位置。优选地，除氢材料位于柱体顶部处或其附近，因为这是氢气积聚的地方。
在一些实施例中，离子交换介质位于第一腔室中，并且除氢材料位于第二腔室中。当离子交换柱在使用中时，第二腔室被密封关闭，以防止液体废弃物流与除氢材料混合。当柱体被从服务中移除并被排出时，第二腔室被打开，以允许除氢材料与氢气相互作用并结合氢气。
在一些实施例中，离子交换柱包括一种或多种催化柱体内的氢气和氧气的重组的氢催化材料。氢催化材料可位于离子交换柱内的任何位置处。例如，氢催化材料可位于与除氢材料相同的位置中。
在一些实施例中，离子交换介质位于第一腔室中，并且氢催化材料位于第二腔室中。当离子交换柱在使用中时，第二腔室被密封关闭，以防止液体废弃物流与氢催化材料混合。当柱体被从服务中移除并被排出时，第二腔室打开，以使氢催化材料与氢气相互作用并结合氢气。
在一些实施例中，离子交换柱包括除氢材料和氢催化材料这两者。例如，第二腔室可包括除氢材料和氢催化材料这两者。可替代地，离子交换柱可包括用于除氢材料和氢催化材料中的每一者的单独的密封腔室。在该实施例中，离子交换柱包括用于离子交换介质的第一腔室、用于除氢材料的第二腔室和用于氢催化材料的第三腔室。
在一些实施例中，离子交换柱包括一种或多种限制由辐解产生氢气的氧化物材料。氧化物材料能够以任何合适的方式包括在离子交换柱中。在一些实施例中，氧化物材料与第一腔室中的离子交换介质混合。
在一些实施例中，氧化物材料具有对于氢的低辐解产率。例如，氧化物材料具有不大于1.6的、源于α辐解的氢的G值。可替代地，氧化物材料具有不大于0.45的、源于β和γ辐解的氢的G值。
提供本概述是为了以简化形式介绍在以下详细描述中进一步描述的一些选择的构思。发明内容和背景技术并非旨在确定所公开主题的关键的构思或主要方面，它们也不应被用来约束或限制权利要求的范围。例如，不应基于所述主题是否包括在发明内容中提到的任何或所有方面和/或解决了在背景技术中提到的任何问题而限制权利要求的范围。
附图说明
结合附图公开了优选的和其它的实施例，其中：
图1是离子交换系统的一个实施例的图，该离子交换系统包括构造为降低内部放射性氢气水平的离子交换柱。
具体实施方式
参照图1，离子交换系统2包括离子交换柱3，离子交换柱3具有壳体4和位于壳体4内的离子交换介质5。离子交换系统2能够用来从任何液体废弃物流去除或分离污染物，但对于从液体放射性废弃物流去除放射性核素是特别有用的。
离子交换系统2被构造成，当离子交换柱3临时或永久地离线时，减少在壳体4内积聚的氢气的量。这是通过使用下面描述的各种方法中的一种或其组合来实现的。这些方法能够用于减少离子交换柱3中的任何氢气积聚，但在通过水解产生氢气的情况下特别有用。而且，与用于解决氢气积聚的传统方法不同，这些方法本质上是安全的和经济的。
通常，离子交换系统2促进在电解质溶液(液体废弃物流)和含离子介质(离子交换介质5)之间的离子交换。当液体废弃物流过并且通过离子交换介质5时，液体中的离子与介质5中的离子交换。常见离子交换系统的一个实例是水软化器，其中水中的钙离子与介质中的钠离子交换。
离子交换系统2能够从液体废弃物流去除多种污染物中的任何一种。在一个实施例中，离子交换系统2从液体废弃物流去除诸如Cs-137的放射性核素。应该理解，离子交换系统2同样能够去除其它放射性核素。
离子交换柱3是被设计成承受流动的液体废弃物和离子交换介质5的压力的容器。离子交换柱3包括一个或多个入口和一个或多个出口，液体废弃物通过入口从相应的管道流入柱体3中，经处理的液体废弃物通过出口流出柱体3。离子交换柱3还可包括一个或多个内部构件，该内部构件分配液体废弃物，以在离子交换介质5上提供均匀的流动分布，并且在它已经经过介质5之后均匀地收集经处理的水。
离子交换柱3可在入口和出口处包括筛网、过滤器和/或其它装置，以防止离子交换介质5被夹带在液体废弃物中并离开柱体3。它还可包括其它连接，离子交换介质5能够通过这些其它连接被冲洗和/或去除。还能够提供用以监测和/或控制离子交换柱3的性能的很多其它连接。
离子交换柱3可以是具有任何合适构造的任何合适的柱体。在一个实施例中，离子交换柱3被构造成从液体放射性废弃物流去除放射性核素。离子交换柱3也可由任何合适的材料制成。在一个实施例中，离子交换柱3由金属制成，诸如碳钢、不锈钢，和/或碳钢、不锈钢的各种合金等。
离子交换介质5可以是任何合适的材料。在一个实施例中，离子交换介质5包括固体聚合物和/或矿物基离子交换材料。合适的离子交换介质5的实例包括树脂(官能化多孔或凝胶聚合物)、沸石、蒙脱石、粘土、土壤腐殖质等。
在一些实施例中，离子交换介质5是交换带正电的离子(阳离子)的阳离子交换剂。在另一个实施例中，离子交换介质5是交换带负电的离子(阴离子)的阴离子交换剂。在又一个实施例中，离子交换介质5是能够同时交换阳离子和阴离子的两性交换剂。
在一些实施例中，离子交换系统2包括围绕和/或包围离子交换柱3的辐射屏蔽件。辐射屏蔽件被设置用于降低从离子交换柱3发射的辐射的强度。辐射屏蔽件可以被确定尺寸，以在所有的侧面、顶部和底部上在屏蔽件和离子交换柱3之间形成间隙。该间隙可填充有流体，诸如空气、氮气等气体。辐射屏蔽件可以是任何合适的材料，诸如混凝土、水泥、重金属等。应该认识到，在其它实施例中，离子交换系统2能够在没有辐射屏蔽件的情况下操作。
离子交换系统2可使用各种技术来降低内部氢气水平。例如，在一些实施例中，一种或多种除氢材料可位于壳体4内以去除氢气。在其它实施例中，一种或多种氢催化材料可位于壳体4内，以催化氢气和氧气到水的重组。在其它实施例中，氧化物材料位于壳体4内，这减少了通过辐解产生的氢的量。在进而其它实施例中，能够一起使用这些技术中的一项或多项。下面将更详细地描述每项技术。
除氢材料和氢催化材料这两者均操作用于在形成氢气之后减少氢气。除氢材料通过吸收和/或吸附而减少氢气，和/或通过化学地和/或物理地结合到氢气而减少氢气。氢催化材料通过催化它与氧气的反应以形成水而减少氢气。
除氢材料和/或氢催化材料能够以任何合适的方式包括在壳体4中。优选地，在离子交换系统2的正常操作期间，这些材料位于与离子交换介质5分离的腔室中。当系统离线时，腔室被打开，从而它与离子交换介质5流体连通，并且能够去除水解氢气。
在一些实施例中，离子交换介质5位于壳体4中的第一腔室中，并且除氢材料和/或氢催化材料位于第二腔室中，或位于分开的腔室中，例如用于除氢材料的第二腔室和用于氢催化材料的第三腔室。在离子交换柱3的正常操作期间，第二和/或第三腔室相对于第一腔室密封，而在离子交换柱3被移动离线时，第二和/或第三腔室相对于第一腔室打开。
参考图1，在一些实施例中，离子交换柱3包括位于壳体4内的、包含除氢材料和/或氢催化材料的封装件6。除氢材料和/或氢催化材料由附图标记7表示。应当理解，封装件能够包括仅除氢材料、仅氢催化材料或这两者的组合。在其它实施例中，在壳体4中可包括多个封装件6，封装件6包含除氢材料和/或氢催化材料。
应当理解，封装件6可位于壳体4中的任何合适的位置中。在一个实施例中，封装件6位于壳体4的内部的顶部处或其附近。氢气是非常轻的，并倾向于在壳体4的顶部处积聚。
在一些实施例中，封装件6被密封装置8(可替代地，称为门、阀或隔离装置)从包含离子交换介质5的第一腔室隔离。密封装置8在包含离子交换介质5的腔室不与封装件6的内部流体连通的关闭位置和与其流体连通的打开位置之间移动。密封装置8可以是能够选择性地密封封装件6以使其关闭的任何合适的装置。
在一些实施例中，密封装置8能够被远程地致动。例如，在一个实施例中，能够远程地致动马达以使密封装置8在关闭位置和打开位置之间移动。马达可以在被密封的封装件中位于壳体4内，或者它可以位于壳体4外侧。如果它在壳体4外侧，则它可以使用延伸通过壳体4的轴联接到密封装置8。在其它实施例中，密封装置8可以手动致动。很多构造是可能的。
封装件6可以被构造成，防止当密封装置8打开时内部的材料掉出。例如，能够通过防止材料掉出同时仍然允许氢气流入的丝网或其它穿孔的表面或屏障将材料保持到位。在另一种设计中，封装件6的几何形状可以被如此构造，使得氢气必须首先向上移动通过通道，并且然后向下移动以到达材料。这种路径形状防止材料掉出。
封装件6和密封装置8可以由能够承受离子交换柱3内的状态的任何合适的材料形成。在一个实施例中，封装件6和/或密封装置8可以由金属、塑料或复合材料制成。在一些实施例中，这些构件由与制成壳体4的相同的材料制成，例如钢，如不锈钢、碳钢等。
应当理解，除氢材料可以是能够以上述方式(即吸收、吸附、化学结合和/或物理结合)从离子交换柱3的内部去除氢气的任何合适的材料。在一些实施例中，除氢材料是固体。合适的材料的一个实例是1,4-双(苯乙炔基)苯(通常称为DEB)。
还应该理解，氢催化材料也可以是能够催化氢气和氧气的反应以形成水的任何合适的材料。合适材料的一个实例是PdO。
在一些实施例中，离子交换柱3包含一种或多种限制由辐解产生氢气的氧化物材料。从辐解形成氢气是最终释放出氢气(H2)的一个复杂的化学反应链。某些材料破坏该反应链并阻止氢气的形成。这减少了在离子交换柱3中收集的氢气的量，并且因此限制了柱体的易燃性/爆炸性。
通常，氧化物材料对于氢具有低辐解产率。辐解产率是每给定量的能量所分解、形成或反应的给定物质(离子、自由基、分子等)的数目。辐解产率的常用量度是G值，这是每100eV吸收能量的辐解产率。氢的G值(GH2)是每100eV吸收能量所产生的H2分子的数目。
G值根据辐射类型(即α辐射、β辐射或γ辐射)而变化。源于纯水的α辐解的氢的G值是1.6。源于纯水的β和γ辐解的氢的G值是0.45。因为对于α和β/γ辐射，H2前体的空间分布是不同的，所以G值是不同的。
在一些实施例中，氧化物材料具有的源于α辐解的氢的G值小于源于纯水的α辐解的氢的G值，即小于1.6。在一些其它实施例中，该一种或多种氧化物材料具有不大于约1.5、不大于约1.4、不大于约1.3、不大于约1.2或不大于约1的、源于α辐解的氢的G值。在一些其它实施例中，该一种或多种氧化物材料具有约0.01至约1.6、约0.05至约1.5、约0.1至约1.4或约0.25至约1.3的、源于α水解的氢的G值。
在一些实施例中，氧化物材料具有的源于β和/或γ辐解的氢的G值小于纯水的源于β和/或γ辐解的氢的G值，即小于0.45。在另一个实施例中，该一种或多种氧化物材料具有不大于约0.4、不大于约0.35、不大于约0.3、不大于约0.25或不大于约0.20的、源于β和/或γ辐解的氢的G值。在另一个实施例中，该一种或多种氧化物材料具有约0.001至约0.45、约0.01至约0.4、约0.05至约0.35或约0.1至约0.3的、源于β和/或γ水解的氢的G值。
合适的氧化物材料的实例包括MnO2、CrO3、CuO和ZnO。在一些实施例中，氧化物材料能够供应氧，所述氧与氢反应以形成水并阻止氢气形成。这种材料的实例包括MnO2、CrO3。
能够以任何合适的方式将氧化物材料添加到离子交换柱3的内部。氧化物材料可以与离子交换介质5混合，以形成大致均质的混合物，或者它能够以不产生均质混合物的方式添加。优选地，氧化物材料与离子交换介质5充分混合，从而被捕获在介质上的发射辐射的放射性核素更可能与氧化物材料相互作用。在一些实施例中，氧化物材料不能与液体废弃物流交换离子，并且在这方面被认为是惰性的。
示意性实施例
以下参考所公开的主题的多个示意性实施例。以下实施例仅示出了可以包括所公开主题的各种特征、特性和优点中的一个或多个的少数选择的实施例。因此，下面的实施例不应被认为是全部可能实施例的综合。
在一个实施例中，一种离子交换系统包括：包括壳体和位于壳体内的离子交换介质的离子交换柱；位于壳体内的氧化物材料，该氧化物材料具有不大于0.45的、源于β和γ辐解的氢的G值；和位于壳体内的除氢材料和/或氢催化材料。
离子交换介质可位于第一腔室中，并且除氢材料和/或氢催化材料可位于与第一腔室分开的第二腔室中。该离子交换系统可包括密封装置，该密封装置在关闭位置和打开位置之间移动，在所述关闭位置，第一腔室不与第二腔室流体连通，在所述打开位置，第一腔室与第二腔室流体连通。
在另一个实施例中，一种离子交换系统包括：包括壳体和位于壳体内的离子交换介质的离子交换柱；和位于壳体内的除氢材料，该除氢材料能够从壳体内去除氢气。除氢材料能够不可逆地从壳体内去除氢气。除氢材料可以是固体。
除氢材料能够吸收和/或吸附壳体内的氢气。除氢材料能够与壳体内的氢气化学和/或物理结合。除氢材料可包括1,4-双(苯乙炔基)苯。离子交换介质可装载有一种或多种放射性核素。
在另一个实施例中，一种离子交换系统包括：包括壳体和位于壳体内的离子交换介质的离子交换柱；和位于壳体内的氢催化材料，该氢催化材料能够催化氢气和氧气的反应并减少壳体内的氢气的量。氢催化材料可包括PdO。离子交换介质可装载有一种或多种放射性核素。
在另一个实施例中，一种离子交换系统包括：包括壳体和位于壳体内的离子交换介质的离子交换柱；和位于壳体内的氧化物材料，该氧化物材料具有不大于0.45的、源于β和γ辐解的氢的G值。氧化物材料可以与离子交换介质混合。
该氧化物材料可以具有不大于0.4的、源于β和γ辐解的氢的G值。该氧化物材料可以具有不大于1.6的、对于α辐解的G值。该氧化物材料可以具有不大于1.5的、对于α辐解的G值。该氧化物材料能够供应氧，所述氧与氢反应并减少壳体内的氢气量。该氧化物材料可以包括MnO2、CrO3、CuO和/或ZnO。
还应当理解，可以仅结合一个特定实施例来描述一些构件、特征和/或构造，但是可以将这些相同的构件、特征和/或构造应用于或者由很多其它实施例一起使用，并且除非另有说明或者除非这样的构件、特征和/或构造在技术上不可能与其它实施例一起使用，否则应该被认为适用于其它实施例。因此，各种实施例的构件、特征和/或构造能够被以任何方式组合在一起，并且这样的组合是通过该声明被明确地设想和公开的。
在权利要求书中叙述的术语应当被赋予如通过参考广泛使用的通用词典和/或相关技术词典中的相关条目所确定的其通常的和习惯的含义、本领域技术人员通常理解的含义等，并且理解到，由这些来源中的任何一个或其组合所赋予的最广泛的含义应该被给予权利要求术语(例如，两个或更多个相关的字典条目应当被组合以提供该条目组合的最广泛的含义等)，其例外情况仅有：(a)如果术语的使用方式比其普通和习惯的含义更广泛，则该术语应该给给予其普通和习惯的含义加上额外的扩展含义；或者(b)如果通过在后面跟着短语“如在这里使用的应当意味着”或类似的语言(例如，“在这里这个术语意味着”、“如在此定义的”、“为了本公开的目的，该术语应该意味着”等等)地叙述术语，该术语已经被明确地定义为具有不同的含义。
对具体实例的引用，“即”的使用、单词“发明”的使用等并非意在引起例外(b)或以其它方式限制所叙述的权利要求术语的范围。除了例外(b)适用的情况外，此处所包含的任何内容均不应视为权利要求范围的放弃或否认。
在权利要求中叙述的主题不与本文所示的任何特定实施例、特征或特征的组合同延，并且不应被解释为与其同延。即使在此仅示意和描述了特定特征或特征的组合的单个实施例，情况也是如此。因此，所附权利要求应鉴于现有技术和权利要求术语的含义而被给予其最宽泛的解释。
如这里所使用地，诸如“左”、“右”、“前”、“后”等的空间术语或方向术语与附图中示出的主题相关。然而，应该理解，所描述的主题可以采取各种可替代的定向，并且因此这些术语不被认为是限制性的。
诸如“该”和“一”的冠词能够表示单数或复数。而且，在没有前面的“任一”(或者表示“或”明确地意味着是排它性的其它类似语言，例如，只有x或y中的一个，等等)的情况下使用的单词“或”应被解释为是包含性的(例如，“x或y”意味着x或y中的一个或两个)。
术语“和/或”也应被解释为是包含性的(例如，“x和/或y”意味着x或y中的一个或两个)。在“和/或”或“或”为三个或更多项目的组用作连词的情况下，该组应被解释为仅包括一个项目、所有项目一起，或者这些项目的任何组合或数目。此外，在说明书和权利要求中使用的术语诸如具有和包括应当被解释为与术语“包含”同义。
除非另外指出，否则在说明书(除权利要求书以外)中使用的所有数字或表达，例如表达维度、物理特性等的那些，均被理解为在所有情况下都被术语“近似”修饰。起码并且并不试图限制权利要求的等同原则的应用地，在说明书或权利要求书中叙述的由术语“近似”修饰的每个数字参数至少应根据所叙述的有效位的数目和通过应用通常的舍入技术来理解。
所有公开的范围应被理解为涵盖并且提供对叙述其中包含的任何和所有子范围或任何和全部个别值的权利要求的支持。例如，1至10的陈述范围应被视为包括并提供对叙述在最小值1和最大值10之间和/或包括最小值1和最大值10的任何和所有子范围或个别值的权利要求的支持；即以最小值为1或更大开始并以最大值10或更小结束的子范围(例如，5.5到10、2.34到3.56，等等)或从1到10的任何值(例如3、5.8、9.9994，等等)。
所有公开的数值应理解为从0-100％在任一方向上是可变的，并因此为叙述这些值或者可由这些值形成的任何和所有范围或子范围的权利要求提供支持。例如，陈述的数值8应该被理解为从0到16变化(在任一方向上为100％)并且为叙述该范围本身(例如，0到16)、该范围内的任何子范围(例如，2到12.5)或该范围内的任何单个值(例如15.2)的权利要求提供支持。

Claims (24)

1.一种离子交换系统，包括：
离子交换柱，所述离子交换柱包括壳体和位于所述壳体内的离子交换介质；
氧化物材料，所述氧化物材料位于所述壳体内，并且具有不大于0.45的、源于β和γ辐解的氢的G值；和
位于所述壳体内的除氢材料和/或氢催化材料。
2.根据权利要求1所述的离子交换系统，其中所述离子交换介质位于第一腔室中，并且所述除氢材料和/或所述氢催化材料位于与所述第一腔室分开的第二腔室中。
3.根据权利要求2所述的离子交换系统，包括在关闭位置和打开位置之间移动的密封装置，在所述关闭位置中，所述第一腔室不与所述第二腔室流体连通，而在所述打开位置中，所述第一腔室与所述第二腔室流体连通。
4.一种离子交换系统，包括：
离子交换柱，所述离子交换柱包括壳体和位于所述壳体内的离子交换介质；和
除氢材料，所述除氢材料位于所述壳体内，并且能够从所述壳体内去除氢气。
5.根据权利要求4所述的离子交换系统，其中所述离子交换介质位于所述第一腔室中，并且所述除氢材料位于与所述第一腔室分开的第二腔室中。
6.根据权利要求5所述的离子交换系统，包括在关闭位置和打开位置之间移动的密封装置，在所述关闭位置中，所述第一腔室不与所述第二腔室流体连通，而在所述打开位置中，所述第一腔室与所述第二腔室流体连通。
7.根据权利要求4所述的离子交换系统，其中所述除氢材料从所述壳体内不可逆地去除氢气。
8.根据权利要求4所述的离子交换系统，其中所述除氢材料是固体。
9.根据权利要求4所述的离子交换系统，其中所述除氢材料吸收和/或吸附所述壳体内的氢气。
10.根据权利要求4所述的离子交换系统，其中所述除氢材料与所述壳体内的氢气化学结合和/或物理结合。
11.根据权利要求4的离子交换系统，其中所述除氢材料包括1,4-双(苯乙炔基)苯。
12.根据权利要求4所述的离子交换系统，其中所述离子交换介质装载有一种或多种放射性核素。
13.一种离子交换系统，包括：
离子交换柱，所述离子交换柱包括壳体和位于所述壳体内的离子交换介质；和
氢催化材料，所述氢催化材料位于所述壳体内，并且能够催化氢气和氧气的反应并减少所述壳体内的氢气的量。
14.根据权利要求13所述的离子交换系统，其中所述离子交换介质位于第一腔室中，并且所述氢催化材料位于与所述第一腔室分开的第二腔室中。
15.根据权利要求14所述的离子交换系统，包括在关闭位置和打开位置之间移动的密封装置，在所述关闭位置中，所述第一腔室不与所述第二腔室流体连通，而在所述打开位置中，所述第一腔室与所述第二腔室流体连通。
16.根据权利要求13所述的离子交换系统，其中所述氢催化材料包含PdO。
17.根据权利要求13所述的离子交换系统，其中所述离子交换介质装载有一种或多种放射性核素。
18.一种离子交换系统，包括：
离子交换柱，所述离子交换柱包括壳体和位于所述壳体内的离子交换介质；和
氧化物材料，所述氧化物材料位于所述壳体内，并且具有不大于0.45的、源于β和γ辐解的氢的G值。
19.根据权利要求18所述的离子交换系统，其中所述氧化物材料与所述离子交换介质混合。
20.根据权利要求18所述的离子交换系统，其中所述氧化物材料具有不大于约0.4的、源于β和γ辐解的氢的G值。
21.根据权利要求18所述的离子交换系统，其中所述氧化物材料具有不大于1.6的、对于α辐解的G值。
22.根据权利要求18所述的离子交换系统，其中所述氧化物材料具有不大于约1.5的、对于α辐解的G值。
23.根据权利要求18所述的离子交换系统，其中所述氧化物材料能够供应氧，所述氧与氢反应并减少所述壳体内的氢气的量。
24.根据权利要求18所述的离子交换系统，其中所述氧化物材料包括MnO2、CrO3、CuO和/或ZnO。
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