CN111879793A - 一种氚气吸附性能实验装置及其方法 - Google Patents
一种氚气吸附性能实验装置及其方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于氚吸附性能实验技术领域,具体涉及一种氚气吸附性能实验装置及其方法,用于对待测样品的氚气吸附性能进行测量,该装置包括内部设有密闭空间、箱体上设有若干接口的试验箱(1),通过接口可拆卸的设置在所述试验箱(1)上的干燥空气输入装置(2)、标准氚气输入装置(3)、真空泵(4)、循环泵(5)、电离室(6)、第一乙二醇鼓泡器(7)、温湿度计(9)和压力计(10)。本发明将样品吸附氚装置及测量装置集于一体,使待测样品对氚的吸附在密闭的试验箱(1)内达到平衡,对试验箱(1)内的平衡后的气体直接进行测量,简化了实验步骤,也减少了人为的重复操作,吸附‑解吸在试验箱1内的密闭空间内同时进行,更具有科学性。
Description
技术领域
本发明属于氚吸附性能实验技术领域,具体涉及一种氚气吸附性能实验装置及其方法。
背景技术
氚(3H或T)是在聚变能源、氚靶、氚灯、放射性示踪等方面有重要应用。虽然氚放射性毒性较低,但是氚(氚气、氚水)具备极强的渗透能力,很容易从包容材料中渗透出来,乃至渗入人体内造成伤害。使用适宜的防氚渗透材料,如金属材料,无机非金属材料和有机高分子材料,将氚阻隔在一定的空间内是必不可少的防氚措施。使用适宜的吸附氚材料,将去污表面的氚化合物吸附,固定在吸附材料中,也是对氚去污的重要措施。
由于防氚渗透材料及吸附氚材料不断推陈出新,因此经常需要对各种防氚渗透材料及吸附氚材料进行氚吸附性能进行实验、测量。目前,氚吸附性能实验方法通常是在氚系统样品室内进行氚吸附,然后将样品放置在解吸装置中进行样品中氚解吸,解吸过程中靠载气将解吸出来的氚(HTO和HT)载带出来,解吸出来的HTO通过乙二醇鼓泡器吸收,通过液闪的方法测量出样品吸附的HTO的量;解吸出来的HT通过载气带入到电离室进行监测,从而电离室方法测量出样品中吸附的HT的量。此过程解吸出来的氚称自由氚。然后对样品进行热解吸,热解吸就是将温度升高,使样品中的氚更多的解吸出来,测量方法同自由氚解吸过程,此过程解吸出来的氚称热解吸氚。剩下的样品则放置在一密封的容器中用酸溶解,放出的气体同样用载气载带出来,测量方法同自由氚解吸过程,此过程解吸出来的氚称为溶解过程氚;因此样品中吸附氚的量分为三部分:(1)自有氚(2)热解吸氚(3)溶解过程氚。
发明内容
针对目前所采用的方法比较复杂,且设备分散,不方便操作等缺点,本发明的目的是提供一种检测材料对氚气吸附性能实验的装置,使测量材料吸附氚性能的方式变得简单,且设备集中,便于操作,为材料吸附氚性能检测提供保障。该装置便于采用统一的标准测试方法进行测试。由于通常环境条件的变化(如温度、湿度、压力等),材料吸附氚的性能也随之变化,因此该装置主要包括可放置待实验材料的密闭空间、标准氚气、温度计、压力计、循环泵、真空泵和尾气处理系统等等。进行材料吸附氚性能检测实验时,首先将实验材料放进该密闭容器,对该密闭容器抽真空,然后向该容器内通入一定量(已知活度浓度)的放射性氚,实时监测密闭容器内氚浓度,即可得到材料吸附氚的能力。在实验过程中,通过调节实验时密闭容器内的温度、湿度、压力,可研究不同温度、湿度、压力对材料吸附氚性能的影响。
为达到以上目的,本发明采用的技术方案是一种氚气吸附性能实验装置,用于对待测样品的氚气吸附性能进行测量,其中,包括内部设有密闭空间、箱体上设有若干接口的试验箱,通过所述接口可拆卸的设置在所述试验箱上的干燥空气输入装置、标准氚气输入装置、真空泵、循环泵、电离室、第一乙二醇鼓泡器、温湿度计和压力计。
进一步,在所述试验箱的内部的所述密闭空间的内表面设有电加热膜,用于对所述密闭空间进行加热。
进一步,
所述干燥空气输入装置用于向所述密闭空间内通入干燥空气,
所述标准氚气输入装置用于向所述密闭空间内通入标准氚气,
所述真空泵用于对所述密闭空间内气体进行抽离,
所述循环泵用于对所述密闭空间内气体进行循环,
所述电离室用于对所述密闭空间内气体中的HT含量进行测量,
所述第一乙二醇鼓泡器用于对所述密闭空间内气体中的HTO进行收集,随后通过液体闪烁谱仪对HTO含量进行测量,
所述温湿度计用于对所述密闭空间内的温度和湿度进行测量,
所述压力计用于对所述密闭空间内的压力进行测量。
进一步,所述试验箱上设操作窗,用于取放所述待测样品。
进一步,还包括通过所述接口可拆卸的设置在所述试验箱上的第二乙二醇鼓泡器,用于向所述密闭空间内通入水蒸汽。
进一步,还包括与所述真空泵相连的尾气处理装置,用于处理所述密闭空间内的含氚气体。
为达到以上目的,本发明还提供了用于如上所述的氚气吸附性能实验装置的一种氚气吸附性能实验方法,用于测量所述待测样品的氚吸附量,包括如下步骤:
步骤S1,通过所述操作窗,在所述密闭空间内放入所述待测样品,通过所述真空泵对所述密闭空间抽真空,相对真空度-90kPa;
步骤S2,向所述密闭空间通入已知比例的干燥空气和已知活度浓度的标准氚气,得到含氚空气,计算第一氚气活度浓度,具体计算方法为:(通入的所述标准氚气的活度浓度×通入的所述标准氚气的体积)÷所述试验箱的密闭空间的容积;
步骤S3,通过所述循环泵将所述含氚空气以5-10L/min的恒定流速通过所述密闭空间,进行循环,循环时长12-14小时,使所述含氚空气达到平衡;
步骤S4,记录第二氚气活度浓度,所述第二氚气活度浓度是所述含氚空气达到平衡后所述电离室得到的氚气活度浓度;
步骤S5,利用所述真空泵使所述密闭空间内的达到平衡后的所述含氚空气从所述第一乙二醇鼓泡器通过,得到所述含氚空气中的HTO含量;
步骤S6,通过所述第一氚气活度浓度与所述第二氚气活度浓度和所述含氚空气中的HTO含量相减,得到所述待测样品的氚吸附量。
为达到以上目的,本发明还提供了用于如上所述的氚气吸附性能实验装置的一种氚气吸附性能实验方法,用于测量在特定湿度条件下的所述待测样品的氚吸附量,包括如下步骤:
步骤S1,通过所述操作窗,在所述密闭空间内放入所述待测样品,通过所述真空泵对所述密闭空间抽真空,相对真空度-90kPa;
步骤S2,向所述密闭空间通入已知比例的干燥空气和已知活度浓度的标准氚气,得到含氚空气,同时向所述密闭空间通入已知量的水蒸汽,得到特定湿度,并计算第一氚气活度浓度,具体计算方法为:(通入的所述标准氚气的活度浓度×通入的所述标准氚气的体积)÷所述试验箱的密闭空间的容积;
步骤S3,通过所述循环泵将所述含氚空气和所述水蒸汽以5-10L/min的恒定流速通过所述密闭空间,进行循环,循环时长12-14小时,使所述含氚空气和所述水蒸汽达到平衡;
步骤S4,记录第二氚气活度浓度,所述第二氚气活度浓度是所述含氚空气达到平衡后所述电离室得到的氚气活度浓度;
步骤S5,利用所述真空泵使所述密闭空间内的达到平衡后的所述含氚空气从所述第一乙二醇鼓泡器通过,得到所述含氚空气中的HTO含量;
步骤S6,通过所述第一氚气活度浓度与所述第二氚气活度浓度和所述含氚空气中的HTO含量相减,得到所述特定湿度条件下所述待测样品的氚吸附量。
为达到以上目的,本发明还提供了用于如上所述的氚气吸附性能实验装置的一种氚气吸附性能实验方法,用于测量在特定压力条件下的所述待测样品的氚吸附量,包括如下步骤:
步骤S1,通过所述操作窗,在所述密闭空间内放入所述待测样品,通过所述真空泵对所述密闭空间抽真空,相对真空度-90kPa;
步骤S2,向所述密闭空间通入干燥空气和已知活度浓度的标准氚气,得到含氚空气;通过调节通入的所述干燥空气的量,将所述密闭空间内部调节到特定压力;计算第一氚气活度浓度,具体计算方法为:(通入的所述标准氚气的活度浓度×通入的所述标准氚气的体积)÷所述试验箱的密闭空间的容积;
步骤S3,通过所述循环泵将所述含氚空气以5-10L/min的恒定流速通过所述密闭空间,进行循环,循环时长12-14小时,使所述含氚空气达到平衡;
步骤S4,记录第二氚气活度浓度,所述第二氚气活度浓度是所述含氚空气达到平衡后所述电离室得到的氚气活度浓度;
步骤S5,利用所述真空泵使所述密闭空间内的达到平衡后的所述含氚空气从所述第一乙二醇鼓泡器通过,得到所述含氚空气中的HTO含量;
步骤S6,通过所述第一氚气活度浓度与所述第二氚气活度浓度和所述含氚空气中的HTO含量相减,得到在所述特定压力的条件下所述待测样品的氚吸附量。
为达到以上目的,本发明还提供了用于如上所述的氚气吸附性能实验装置的一种氚气吸附性能实验方法,用于测量在特定压力和特定湿度条件下的所述待测样品的氚吸附量,包括如下步骤:
步骤S1,通过所述操作窗,在所述密闭空间内放入所述待测样品,通过所述真空泵对所述密闭空间抽真空,相对真空度-90kPa;
步骤S2,向所述密闭空间通入干燥空气和已知活度浓度的标准氚气,得到含氚空气,同时向所述密闭空间通入已知量的水蒸汽,得到特定湿度;通过调节通入的所述干燥空气的量,将所述密闭空间调节到特定压力;计算第一氚气活度浓度,具体计算方法为:(通入的所述标准氚气的活度浓度×通入的所述标准氚气的体积)÷所述试验箱的密闭空间的容积;
步骤S3,通过所述循环泵将所述含氚空气和所述水蒸汽以5-10L/min的恒定流速通过所述密闭空间,进行循环,循环时长12-14小时,使所述含氚空气和所述水蒸汽达到平衡;
步骤S4,记录第二氚气活度浓度,所述第二氚气活度浓度是所述含氚空气达到平衡后所述电离室得到的氚气活度浓度;
步骤S5,利用所述真空泵使所述密闭空间内的达到平衡后的所述含氚空气从所述第一乙二醇鼓泡器通过,得到所述含氚空气中的HTO含量;
步骤S6,通过所述第一氚气活度浓度与所述第二氚气活度浓度和所述含氚空气中的HTO含量相减,得到在所述特定压力和所述特定湿度条件下所述待测样品的氚吸附量。
为达到以上目的,本发明还提供了用于如上所述的氚气吸附性能实验装置的一种氚气吸附性能实验方法,用于测量在特定温度条件下的所述待测样品的氚吸附量,包括如下步骤:
步骤S1,通过所述操作窗,在所述密闭空间内放入所述待测样品,通过所述真空泵对所述密闭空间抽真空,相对真空度-90kPa;
步骤S2,向所述密闭空间通入已知比例的干燥空气和已知活度浓度的标准氚气,得到含氚空气,计算第一氚气活度浓度,具体计算方法为:(通入的所述标准氚气的活度浓度×通入的所述标准氚气的体积)÷所述试验箱的密闭空间的容积;
步骤S3,将所述密闭空间加热到特定温度,通过所述循环泵将所述含氚空气以5-10L/min的恒定流速通过所述密闭空间,进行循环,循环时长12-14小时,使所述含氚空气达到平衡;
步骤S4,记录第二氚气活度浓度,所述第二氚气活度浓度是所述含氚空气达到平衡后所述电离室得到的氚气活度浓度;
步骤S5,利用所述真空泵使所述密闭空间内的达到平衡后的所述含氚空气从所述第一乙二醇鼓泡器通过,得到所述含氚空气中的HTO含量;
步骤S6,通过所述第一氚气活度浓度与所述第二氚气活度浓度和所述含氚空气中的HTO含量相减,得到在所述特定温度条件下所述待测样品的氚吸附量。
为达到以上目的,本发明还提供了用于如上所述的氚气吸附性能实验装置的一种氚气吸附性能实验方法,用于测量在特定温度和特定湿度条件下的所述待测样品的氚吸附量,包括如下步骤:
步骤S1,通过所述操作窗,在所述密闭空间内放入所述待测样品,通过所述真空泵对所述密闭空间抽真空,相对真空度-90kPa;
步骤S2,向所述密闭空间通入已知比例的干燥空气和已知活度浓度的标准氚气,得到含氚空气,同时向所述密闭空间通入已知量的水蒸汽,得到特定湿度;计算第一氚气活度浓度,具体计算方法为:(通入的所述标准氚气的活度浓度×通入的所述标准氚气的体积)÷所述试验箱的密闭空间的容积;
步骤S3,将所述密闭空间加热到特定温度,通过所述循环泵将所述含氚空气以5-10L/min的恒定流速通过所述密闭空间,进行循环,循环时长12-14小时,使所述含氚空气达到平衡;
步骤S4,记录第二氚气活度浓度,所述第二氚气活度浓度是所述含氚空气达到平衡后所述电离室得到的氚气活度浓度;
步骤S5,利用所述真空泵使所述密闭空间内的达到平衡后的所述含氚空气从所述第一乙二醇鼓泡器通过,得到所述含氚空气中的HTO含量;
步骤S6,通过所述第一氚气活度浓度与所述第二氚气活度浓度和所述含氚空气中的HTO含量相减,得到在所述特定温度和所述特定湿度条件下所述待测样品的氚吸附量。
本发明的有益效果在于:
1.本发明将样品吸附氚装置及测量装置集于一体,使待测样品对氚的吸附在密闭的试验箱1内达到平衡,对试验箱1内的平衡后的气体直接进行测量,即简化了实验步骤,同时也减少了人为的重复操作,吸附-解吸在试验箱1内的密闭空间内同时进行,更具有科学性。
2.本发明使得测量方法变得简单,为材料吸附氚性能检测提供保障,对于氚在材料表面的吸附-解吸行为的研究中具有重要的意义。
3.使用本发明进行氚材料吸附性能实验,对几十种材料的吸附氚性能检测,与传统方法比较,本发明测量不确定度(10%)好于传统方法的测量不确定度(25%)
附图说明
图1是本发明具体实施方式中所述的一种氚气吸附性能实验装置的示意图;
图中:1-试验箱,2-干燥空气输入装置,3-标准氚气输入装置,4-真空泵,5-循环泵,6-电离室,7-第一乙二醇鼓泡器,8-第二乙二醇鼓泡器,9-温湿度计,10-压力计,11-电加热膜,12-操作窗。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示,本发明提供的一种氚气吸附性能实验装置,用于对待测样品的氚气吸附性能进行测量,其中,包括内部设有密闭空间、箱体上设有若干接口的试验箱1,通过接口可拆卸的设置在试验箱1上的干燥空气输入装置2、标准氚气输入装置3、真空泵4、循环泵5、电离室6、第一乙二醇鼓泡器7(作为氚化水取样装置)、温湿度计9和压力计10。
在试验箱1的内部的密闭空间的内表面设有电加热膜11,用于对密闭空间进行加热。
干燥空气输入装置2用于向密闭空间内通入干燥空气,
标准氚气输入装置3用于向密闭空间内通入标准氚气,
真空泵4用于对密闭空间内气体进行抽离,
循环泵5用于对密闭空间内气体进行循环,
电离室6用于对密闭空间内气体中的HT含量进行测量,
第一乙二醇鼓泡器7用于对密闭空间内气体中的HTO进行收集,随后通过液体闪烁谱仪对HTO含量进行测量(即将HTO提取出来,通过液闪的方法进行测量),
温湿度计9用于对密闭空间内的温度和湿度进行测量,
压力计10用于对密闭空间内的压力进行测量。
试验箱1上设操作窗12,用于取放待测样品。
还包括通过接口可拆卸的设置在试验箱1上的第二乙二醇鼓泡器8(作为水蒸汽发生装置),用于向密闭空间内通入水蒸汽。
还包括与真空泵4相连的尾气处理装置(附图中没有标出),用于处理被真空泵4抽出的密闭空间内的含氚气体,含氚气体处理后可以安全排放。
本发明还提供了用于如上所述的氚气吸附性能实验装置的一种氚气吸附性能实验方法,用于测量待测样品的氚吸附量,包括如下步骤:
步骤S1,通过操作窗12,在密闭空间内放入待测样品,通过真空泵4对密闭空间抽真空,相对真空度-90kPa;
步骤S2,向密闭空间通入已知比例的干燥空气和已知活度浓度的标准氚气,得到含氚空气,计算第一氚气活度浓度,具体计算方法为:(通入的标准氚气的活度浓度×通入的标准氚气的体积)÷试验箱1的密闭空间的容积;
步骤S3,通过循环泵5将含氚空气以5-10L/min的恒定流速通过密闭空间,进行循环,循环时长12-14小时,使含氚空气达到平衡;
步骤S4,记录第二氚气活度浓度,第二氚气活度浓度是含氚空气达到平衡后电离室6(通过电离方法)得到的氚气活度浓度;
步骤S5,利用真空泵4使密闭空间内的达到平衡后的含氚空气从第一乙二醇鼓泡器7通过,得到含氚空气中的HTO含量;
步骤S6,通过第一氚气活度浓度与第二氚气活度浓度和含氚空气中的HTO含量相减,得到待测样品的氚吸附量。具体的,第一氚气活度浓度与试验箱1的密闭空间的容积相乘,得出初次氚含量(活度1),第二氚气活度浓度与试验箱1的密闭空间的容积相乘,得出末次氚含量(活度2),同时通过对第一乙二醇鼓泡器7收集到的HTO进行定值(通常采用液闪测量方法进行测量),得到HTO的含量(活度3),因此活度1-活度2-活度3=待测样品氚吸附量(活度)。
本发明还提供了用于如上所述的氚气吸附性能实验装置的一种氚气吸附性能实验方法,用于测量在特定湿度条件下的待测样品的氚吸附量,包括如下步骤:
步骤S1,通过操作窗12,在密闭空间内放入待测样品,通过真空泵4对密闭空间抽真空,相对真空度-90kPa;
步骤S2,向密闭空间通入已知比例的干燥空气和已知活度浓度的标准氚气,得到含氚空气,同时向密闭空间通入已知量的水蒸汽,得到特定湿度,并计算第一氚气活度浓度,具体计算方法为:(通入的标准氚气的活度浓度×通入的标准氚气的体积)÷试验箱1的密闭空间的容积;
步骤S3,通过循环泵5将含氚空气和水蒸汽以5-10L/min的恒定流速通过密闭空间,进行循环,循环时长12-14小时,使含氚空气和水蒸汽达到平衡;
步骤S4,记录第二氚气活度浓度,第二氚气活度浓度是含氚空气达到平衡后电离室6(通过电离方法)得到的氚气活度浓度;
步骤S5,利用真空泵4使密闭空间内的达到平衡后的含氚空气从第一乙二醇鼓泡器7通过,得到含氚空气中的HTO含量;
步骤S6,通过第一氚气活度浓度与第二氚气活度浓度和含氚空气中的HTO含量相减,得到特定湿度条件下待测样品的氚吸附量。
本发明还提供了用于如上所述的氚气吸附性能实验装置的一种氚气吸附性能实验方法,用于测量在特定压力条件下的待测样品的氚吸附量,包括如下步骤:
步骤S1,通过操作窗12,在密闭空间内放入待测样品,通过真空泵4对密闭空间抽真空,相对真空度-90kPa;
步骤S2,向密闭空间通入干燥空气和已知活度浓度的标准氚气,得到含氚空气;通过调节通入的干燥空气的量,将密闭空间内部调节到特定压力;计算第一氚气活度浓度,具体计算方法为:(通入的标准氚气的活度浓度×通入的标准氚气的体积)÷试验箱1的密闭空间的容积;
步骤S3,通过循环泵5将含氚空气以5-10L/min的恒定流速通过密闭空间,进行循环,循环时长12-14小时,使含氚空气达到平衡;
步骤S4,记录第二氚气活度浓度,第二氚气活度浓度是含氚空气达到平衡后电离室6(通过电离方法)得到的氚气活度浓度;
步骤S5,利用真空泵4使密闭空间内的达到平衡后的含氚空气从第一乙二醇鼓泡器7通过,得到含氚空气中的HTO含量;
步骤S6,通过第一氚气活度浓度与第二氚气活度浓度和含氚空气中的HTO含量相减,得到在特定压力的条件下待测样品的氚吸附量。
本发明还提供了用于如上所述的氚气吸附性能实验装置的一种氚气吸附性能实验方法,用于测量在特定压力和特定湿度条件下的待测样品的氚吸附量,包括如下步骤:
步骤S1,通过操作窗12,在密闭空间内放入待测样品,通过真空泵4对密闭空间抽真空,相对真空度-90kPa;
步骤S2,向密闭空间通入干燥空气和已知活度浓度的标准氚气,得到含氚空气,同时向密闭空间通入已知量的水蒸汽,得到特定湿度;通过调节通入的干燥空气的量,将密闭空间调节到特定压力;计算第一氚气活度浓度,具体计算方法为:(通入的标准氚气的活度浓度×通入的标准氚气的体积)÷试验箱1的密闭空间的容积;
步骤S3,通过循环泵5将含氚空气和水蒸汽以5-10L/min的恒定流速通过密闭空间,进行循环,循环时长12-14小时,使含氚空气和水蒸汽达到平衡;
步骤S4,记录第二氚气活度浓度,第二氚气活度浓度是含氚空气达到平衡后电离室6(通过电离方法)得到的氚气活度浓度;
步骤S5,利用真空泵4使密闭空间内的达到平衡后的含氚空气从第一乙二醇鼓泡器7通过,得到含氚空气中的HTO含量;
步骤S6,通过第一氚气活度浓度与第二氚气活度浓度和含氚空气中的HTO含量相减,得到在特定压力和特定湿度条件下待测样品的氚吸附量。
本发明还提供了用于如上所述的氚气吸附性能实验装置的一种氚气吸附性能实验方法,用于测量在特定温度条件下的待测样品的氚吸附量,包括如下步骤:
步骤S1,通过操作窗12,在密闭空间内放入待测样品,通过真空泵4对密闭空间抽真空,相对真空度-90kPa;
步骤S2,向密闭空间通入已知比例的干燥空气和已知活度浓度的标准氚气,得到含氚空气,计算第一氚气活度浓度,具体计算方法为:(通入的标准氚气的活度浓度×通入的标准氚气的体积)÷试验箱1的密闭空间的容积;
步骤S3,将密闭空间加热到特定温度,通过循环泵5将含氚空气以5-10L/min的恒定流速通过密闭空间,进行循环,循环时长12-14小时,使含氚空气达到平衡;
步骤S4,记录第二氚气活度浓度,第二氚气活度浓度是含氚空气达到平衡后电离室6(通过电离方法)得到的氚气活度浓度;
步骤S5,利用真空泵4使密闭空间内的达到平衡后的含氚空气从第一乙二醇鼓泡器7通过,得到含氚空气中的HTO含量;
步骤S6,通过第一氚气活度浓度与第二氚气活度浓度和含氚空气中的HTO含量相减,得到在特定温度条件下待测样品的氚吸附量。
本发明还提供了用于如上所述的氚气吸附性能实验装置的一种氚气吸附性能实验方法,用于测量在特定温度和特定湿度条件下的待测样品的氚吸附量,包括如下步骤:
步骤S1,通过操作窗12,在密闭空间内放入待测样品,通过真空泵4对密闭空间抽真空,相对真空度-90kPa;
步骤S2,向密闭空间通入已知比例的干燥空气和已知活度浓度的标准氚气,得到含氚空气,同时向密闭空间通入已知量的水蒸汽,得到特定湿度;计算第一氚气活度浓度,具体计算方法为:(通入的标准氚气的活度浓度×通入的标准氚气的体积)÷试验箱1的密闭空间的容积;
步骤S3,将密闭空间加热到特定温度,通过循环泵5将含氚空气以5-10L/min的恒定流速通过密闭空间,进行循环,循环时长12-14小时,使含氚空气达到平衡;
步骤S4,记录第二氚气活度浓度,第二氚气活度浓度是含氚空气达到平衡后电离室6(通过电离方法)得到的氚气活度浓度;
步骤S5,利用真空泵4使密闭空间内的达到平衡后的含氚空气从第一乙二醇鼓泡器7通过,得到含氚空气中的HTO含量;
步骤S6,通过第一氚气活度浓度与第二氚气活度浓度和含氚空气中的HTO含量相减,得到在特定温度和特定湿度条件下待测样品的氚吸附量。
本发明所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例,本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式,同样属于本发明的技术创新范围。
Claims (12)
1.一种氚气吸附性能实验装置,用于对待测样品的氚气吸附性能进行测量,其特征是:包括内部设有密闭空间、箱体上设有若干接口的试验箱(1),通过所述接口可拆卸的设置在所述试验箱(1)上的干燥空气输入装置(2)、标准氚气输入装置(3)、真空泵(4)、循环泵(5)、电离室(6)、第一乙二醇鼓泡器(7)、温湿度计(9)和压力计(10)。
2.如权利要求1所述的氚气吸附性能实验装置,其特征是:在所述试验箱(1)的内部的所述密闭空间的内表面设有电加热膜(11),用于对所述密闭空间进行加热。
3.如权利要求2所述的氚气吸附性能实验装置,其特征是:
所述干燥空气输入装置(2)用于向所述密闭空间内通入干燥空气,
所述标准氚气输入装置(3)用于向所述密闭空间内通入标准氚气,
所述真空泵(4)用于对所述密闭空间内气体进行抽离,
所述循环泵(5)用于对所述密闭空间内气体进行循环,
所述电离室(6)用于对所述密闭空间内气体中的HT含量进行测量,
所述第一乙二醇鼓泡器(7)用于对所述密闭空间内气体中的HTO进行收集,随后通过液体闪烁谱仪对HTO含量进行测量,
所述温湿度计(9)用于对所述密闭空间内的温度和湿度进行测量,
所述压力计(10)用于对所述密闭空间内的压力进行测量。
4.如权利要求3所述的氚气吸附性能实验装置,其特征是:所述试验箱(1)上设操作窗(12),用于取放所述待测样品。
5.如权利要求4所述的氚气吸附性能实验装置,其特征是:还包括通过所述接口可拆卸的设置在所述试验箱(1)上的第二乙二醇鼓泡器(8),用于向所述密闭空间内通入水蒸汽。
6.如权利要求5所述的氚气吸附性能实验装置,其特征是:还包括与所述真空泵(4)相连的尾气处理装置,用于处理所述密闭空间内的含氚气体。
7.用于如权利要求6所述的氚气吸附性能实验装置的一种氚气吸附性能实验方法,用于测量所述待测样品的氚吸附量,包括如下步骤:
步骤S1,通过所述操作窗(12),在所述密闭空间内放入所述待测样品,通过所述真空泵(4)对所述密闭空间抽真空,相对真空度-90kPa;
步骤S2,向所述密闭空间通入已知比例的干燥空气和已知活度浓度的标准氚气,得到含氚空气,计算第一氚气活度浓度,具体计算方法为:(通入的所述标准氚气的活度浓度×通入的所述标准氚气的体积)÷所述试验箱(1)的密闭空间的容积;
步骤S3,通过所述循环泵(5)将所述含氚空气以5-10L/min的恒定流速通过所述密闭空间,进行循环,循环时长12-14小时,使所述含氚空气达到平衡;
步骤S4,记录第二氚气活度浓度,所述第二氚气活度浓度是所述含氚空气达到平衡后所述电离室(6)得到的氚气活度浓度;
步骤S5,利用所述真空泵(4)使所述密闭空间内的达到平衡后的所述含氚空气从所述第一乙二醇鼓泡器(7)通过,得到所述含氚空气中的HTO含量;
步骤S6,通过所述第一氚气活度浓度与所述第二氚气活度浓度和所述含氚空气中的HTO含量相减,得到所述待测样品的氚吸附量。
8.用于如权利要求6所述的氚气吸附性能实验装置的一种氚气吸附性能实验方法,用于测量在特定湿度条件下的所述待测样品的氚吸附量,包括如下步骤:
步骤S1,通过所述操作窗(12),在所述密闭空间内放入所述待测样品,通过所述真空泵(4)对所述密闭空间抽真空,相对真空度-90kPa;
步骤S2,向所述密闭空间通入已知比例的干燥空气和已知活度浓度的标准氚气,得到含氚空气,同时向所述密闭空间通入已知量的水蒸汽,得到特定湿度,并计算第一氚气活度浓度,具体计算方法为:(通入的所述标准氚气的活度浓度×通入的所述标准氚气的体积)÷所述试验箱(1)的密闭空间的容积;
步骤S3,通过所述循环泵(5)将所述含氚空气和所述水蒸汽以5-10L/min的恒定流速通过所述密闭空间,进行循环,循环时长12-14小时,使所述含氚空气和所述水蒸汽达到平衡;
步骤S4,记录第二氚气活度浓度,所述第二氚气活度浓度是所述含氚空气达到平衡后所述电离室(6)得到的氚气活度浓度;
步骤S5,利用所述真空泵(4)使所述密闭空间内的达到平衡后的所述含氚空气从所述第一乙二醇鼓泡器(7)通过,得到所述含氚空气中的HTO含量;
步骤S6,通过所述第一氚气活度浓度与所述第二氚气活度浓度和所述含氚空气中的HTO含量相减,得到所述特定湿度条件下所述待测样品的氚吸附量。
9.用于如权利要求6所述的氚气吸附性能实验装置的一种氚气吸附性能实验方法,用于测量在特定压力条件下的所述待测样品的氚吸附量,包括如下步骤:
步骤S1,通过所述操作窗(12),在所述密闭空间内放入所述待测样品,通过所述真空泵(4)对所述密闭空间抽真空,相对真空度-90kPa;
步骤S2,向所述密闭空间通入干燥空气和已知活度浓度的标准氚气,得到含氚空气;通过调节通入的所述干燥空气的量,将所述密闭空间内部调节到特定压力;计算第一氚气活度浓度,具体计算方法为:(通入的所述标准氚气的活度浓度×通入的所述标准氚气的体积)÷所述试验箱(1)的密闭空间的容积;
步骤S3,通过所述循环泵(5)将所述含氚空气以5-10L/min的恒定流速通过所述密闭空间,进行循环,循环时长12-14小时,使所述含氚空气达到平衡;
步骤S4,记录第二氚气活度浓度,所述第二氚气活度浓度是所述含氚空气达到平衡后所述电离室(6)得到的氚气活度浓度;
步骤S5,利用所述真空泵(4)使所述密闭空间内的达到平衡后的所述含氚空气从所述第一乙二醇鼓泡器(7)通过,得到所述含氚空气中的HTO含量;
步骤S6,通过所述第一氚气活度浓度与所述第二氚气活度浓度和所述含氚空气中的HTO含量相减,得到在所述特定压力的条件下所述待测样品的氚吸附量。
10.用于如权利要求6所述的氚气吸附性能实验装置的一种氚气吸附性能实验方法,用于测量在特定压力和特定湿度条件下的所述待测样品的氚吸附量,包括如下步骤:
步骤S1,通过所述操作窗(12),在所述密闭空间内放入所述待测样品,通过所述真空泵(4)对所述密闭空间抽真空,相对真空度-90kPa;
步骤S2,向所述密闭空间通入干燥空气和已知活度浓度的标准氚气,得到含氚空气,同时向所述密闭空间通入已知量的水蒸汽,得到特定湿度;通过调节通入的所述干燥空气的量,将所述密闭空间调节到特定压力;计算第一氚气活度浓度,具体计算方法为:(通入的所述标准氚气的活度浓度×通入的所述标准氚气的体积)÷所述试验箱(1)的密闭空间的容积;
步骤S3,通过所述循环泵(5)将所述含氚空气和所述水蒸汽以5-10L/min的恒定流速通过所述密闭空间,进行循环,循环时长12-14小时,使所述含氚空气和所述水蒸汽达到平衡;
步骤S4,记录第二氚气活度浓度,所述第二氚气活度浓度是所述含氚空气达到平衡后所述电离室(6)得到的氚气活度浓度;
步骤S5,利用所述真空泵(4)使所述密闭空间内的达到平衡后的所述含氚空气从所述第一乙二醇鼓泡器(7)通过,得到所述含氚空气中的HTO含量;
步骤S6,通过所述第一氚气活度浓度与所述第二氚气活度浓度和所述含氚空气中的HTO含量相减,得到在所述特定压力和所述特定湿度条件下所述待测样品的氚吸附量。
11.用于如权利要求6所述的氚气吸附性能实验装置的一种氚气吸附性能实验方法,用于测量在特定温度条件下的所述待测样品的氚吸附量,包括如下步骤:
步骤S1,通过所述操作窗(12),在所述密闭空间内放入所述待测样品,通过所述真空泵(4)对所述密闭空间抽真空,相对真空度-90kPa;
步骤S2,向所述密闭空间通入已知比例的干燥空气和已知活度浓度的标准氚气,得到含氚空气,计算第一氚气活度浓度,具体计算方法为:(通入的所述标准氚气的活度浓度×通入的所述标准氚气的体积)÷所述试验箱(1)的密闭空间的容积;
步骤S3,将所述密闭空间加热到特定温度,通过所述循环泵(5)将所述含氚空气以5-10L/min的恒定流速通过所述密闭空间,进行循环,循环时长12-14小时,使所述含氚空气达到平衡;
步骤S4,记录第二氚气活度浓度,所述第二氚气活度浓度是所述含氚空气达到平衡后所述电离室(6)得到的氚气活度浓度;
步骤S5,利用所述真空泵(4)使所述密闭空间内的达到平衡后的所述含氚空气从所述第一乙二醇鼓泡器(7)通过,得到所述含氚空气中的HTO含量;
步骤S6,通过所述第一氚气活度浓度与所述第二氚气活度浓度和所述含氚空气中的HTO含量相减,得到在所述特定温度条件下所述待测样品的氚吸附量。
12.用于如权利要求6所述的氚气吸附性能实验装置的一种氚气吸附性能实验方法,用于测量在特定温度和特定湿度条件下的所述待测样品的氚吸附量,包括如下步骤:
步骤S1,通过所述操作窗(12),在所述密闭空间内放入所述待测样品,通过所述真空泵(4)对所述密闭空间抽真空,相对真空度-90kPa;
步骤S2,向所述密闭空间通入已知比例的干燥空气和已知活度浓度的标准氚气,得到含氚空气,同时向所述密闭空间通入已知量的水蒸汽,得到特定湿度;计算第一氚气活度浓度,具体计算方法为:(通入的所述标准氚气的活度浓度×通入的所述标准氚气的体积)÷所述试验箱(1)的密闭空间的容积;
步骤S3,将所述密闭空间加热到特定温度,通过所述循环泵(5)将所述含氚空气以5-10L/min的恒定流速通过所述密闭空间,进行循环,循环时长12-14小时,使所述含氚空气达到平衡;
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步骤S5,利用所述真空泵(4)使所述密闭空间内的达到平衡后的所述含氚空气从所述第一乙二醇鼓泡器(7)通过,得到所述含氚空气中的HTO含量;
步骤S6,通过所述第一氚气活度浓度与所述第二氚气活度浓度和所述含氚空气中的HTO含量相减,得到在所述特定温度和所述特定湿度条件下所述待测样品的氚吸附量。
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