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期刊信息/Journal information
核化学与放射化学
中国核学会核化学与放射化学学会
核化学与放射化学

中国核学会核化学与放射化学学会

王祥云

双月刊

0253-9950

hhx@ciae.ac.cn

010-69358025

102413

北京275信箱65分箱

核化学与放射化学/Journal Journal of Nuclear and RadiochemistryCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是中国核学会与放射化学学会主办的学术刊物。办刊宗旨是为核化学与放射化学科学技术领域提供一个学术交流、成果推广的园地。本刊主要报道核化学与放射化学基础研究、放化工艺研究、辐射化学、同位素化学及有关分离分析方法的科研成果，适当报道国内外核化学与放射化学的新成就和发展动态及重要会议消息等。《核化学与放射化学》设有研究工作报告栏（报道具有创造性的研究工作成果）及简报栏（报道具有创造性的、但工作量不大或阶段性研究成果）。
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    水中氕、氘、氚同位素的分离技术研究现状

    施章宏赵庆凯陈长安
    85-99页
    查看更多>>摘要：氢的同位素氕(H)、氘(D)和氚(T)在医疗、核能、国防等领域都有着广泛的应用,特别是在碳达峰、碳中和的"双碳"背景下,采用氘氚核聚变能被认为是我国的重要能源战略.故实现氢同位素的有效分离具有极其重要意义,然而自然界中氘和氚的相对丰度却极低,国内外学者相继开展了广泛的科学研究.本文首先对水中氢同位素分离的技术原理进行了概述;然后,从工程化应用角度,重点综述了电解法、精馏法和化学交换法;从实验室研发角度,重点综述了膜分离法和多孔材料吸附法.最后,对几种典型技术的分离因子和能耗进行了对比分析,并展望了未来水中氢同位素分离技术的发展趋势,以期为水中氢同位素的高效分离提供指导.

    同位素分离氕氘氚

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    不同尺寸单层氧化石墨烯用于膜蒸馏分离H2O/HDO

    孙大鹏张鑫陈闽杨昊崴...
    100-110页
    查看更多>>摘要：核电站运行产生的放射性氚化水(HTO)的处理涉及到H2O/HTO分离难题.实验室研究常把无放射性H2O/HDO(氘化水)分离作为研究模型来代替H2O/HTO分离.近年来,基于多层氧化石墨烯(graphene oxide,GO)膜的膜蒸馏分离工艺显示出较好的H2O/HDO分离效果,但进一步提高分离性能仍需开发新型膜材料或结构.本工作采用不同横向尺寸单层GO制备聚四氟乙烯(PTFE)支撑的氧化石墨烯复合膜用于研究膜蒸馏分离H2O/HDO:(1)选用两种不同横向尺寸的单层GO研究GO横向尺寸对膜的H2O/HDO分离性能影响,基于横向尺寸较小GO膜的渗透通量和分离因子分别可达0.944 L/(m2·h)和1.043,整体分离性能比基于横向尺寸较大GO膜高;(2)为结合不同横向尺寸单层GO的结构特点,把不同横向尺寸单层GO混合制备复合膜,当两种石墨烯质量比例为1∶1时,所得GO复合膜的渗透通量可达0.806 L/(m2·h),比基于横向尺寸较大GO复合膜的渗透通量高,而两者分离因子相近;(3)对横向尺寸较大GO进行刻蚀处理,可提高膜蒸馏分离H2O/HDO性能.结果表明:单层氧化石墨烯的横向尺寸可影响膜蒸馏分离H2O/HDO性能;基于横向尺寸较小单层氧化石墨烯或混合不同横向尺寸单层氧化石墨烯制备的膜具有较好的膜蒸馏分离H2O/HDO性能;并且刻蚀处理横向尺寸较大GO也可提高膜蒸馏分离H2O/HDO性能.因此,本工作可指导后续发展新型膜材料或膜结构以实现H2O/HDO分离效果更好的膜蒸馏工艺,为含HTO的放射性废水处理问题提供解决方案.

    膜蒸馏单层氧化石墨烯复合膜H2O/HDO分离氚化水

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    空气气氛热处理对Pd膜氢渗透性能的影响

    殷朝辉李帅杜淼米菁...
    111-117页
    查看更多>>摘要：为了研究空气气氛热处理对Pd膜氢渗透性能的影响,采用化学镀沉积Pd膜,并对在573 K空气气氛热处理前后的Pd膜氢渗透性能进行分析评价.用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和氢渗透方法对Pd膜进行了表征,结果表明:沉积态Pd膜结构致密无缺陷,厚度为5μm左右,Pd 膜在 673、723、773 K 的氢渗透率分别为 3.62×10-9、5.12×10-9、6.80×10-9 mol/(m·s·Pa0.5).573 K空气气氛热处理会导致Pd膜表面粗糙度增加,表面积增大,氢在膜表面的解离吸附位点增加,进而提升膜的氢渗透性能.热处理后,Pd膜在673、723、773 K的氢渗透率分别为5.32 × 10-9、6.44 × 10-9、7.31 × 10-9 mol/(m·s·Pa0.5),较热处理前提高了 1.1～1.5 倍.

    Pd膜空气气氛热处理氢渗透

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    基于积分分析方法对聚变堆启动氚量与所需氚增殖比的评估

    王俊张龙李茹烟
    118-124页
    查看更多>>摘要：托卡马克聚变堆的主要发展方式包括混合堆、纯聚变堆.关于托卡马克聚变堆氚自持的研究,国内外主要采用平均滞留时间方法进行研究,并且针对聚变功率较低的混合堆的氚自持研究较少.本工作采用更符合实际的积分分析方法分析了混合堆、纯聚变堆氚自持的启动氚量、氚增殖比(TBR)要求.研究结果表明:启动氚量、备用氚量与聚变功率具有线性关系,所需TBR与聚变功率呈反比例关系;混合堆聚变功率较低,所需TBR较高,工程实现所需TBR挑战较大,需要通过限制长期氚滞留量以降低所需TBR要求;纯聚变堆聚变功率高,所需TBR较低,工程实现所需TBR挑战较小,但备用氚需求达数十千克,应考虑氚系统的冗余设计或提高氚系统的可靠性、可维护性,以降低备用氚的使用规模;运行因子是聚变堆的一个重要设计指标,在此着重分析了运行因子对所需TBR的影响,并重新定义了一个聚变堆氚自持的关系式,以突出运行因子对氚自持的重要影响.

    聚变堆积分分析方法启动氚量所需氚增殖比

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    ITER氦冷固态实验包层模块第一壁氢同位素双向输运数值分析

    王俊张龙王晓宇武兴华...
    125-130页
    查看更多>>摘要：氦冷固态实验包层模块(HCCB-TBM)安装于国际热核聚变实验堆(ITER)中,用以验证HCCB包层概念的氚增殖能力与热移出能力.HCCB-TBM第一壁用于承受堆芯等离子体粒子轰击和包容内部功能材料.外侧等离子体驱动氘、氚粒子渗透与内侧氢分压驱动渗透的同时存在,形成了第一壁的双向氢同位素输运.此双向输运可能对第一壁外表面再循环系数、包层增殖氚的纯化产生重要影响.基于商业软件COMSOL建立第一壁双向氢同位素输运模型,研究第一壁的氢同位素的输运特征.仿真结果表明:第一壁中的冷却剂流道具有强的氢同位素移出能力,使得双向输运解耦合;在ITER等离子体脉冲周期中,放电过程中已扩散到材料内部的氚在等离子体关停时扩散回流到真空室侧,关停时的回流将降低向冷却剂流道的氚渗透损失.

    HCCB-TBM第一壁氢同位素双向输运

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    ENT2465长寿命中子管设计及性能测试

    刘泽威岳爱忠李兵赵静宜...
    131-136页
    查看更多>>摘要：中子管是可控中子源测井仪的核心部件,其工作的稳定性、耐高温、中子产额等指标对仪器的工作性能有重要影响.目前,随着深地探测的发展,应用于石油测井的中子管中子产额、耐高温性能、寿命、工作稳定性均有待提升.从结构、材料、制造工艺三方面,对自成靶中子管进行优化设计,进一步降低功耗,提高工作时间.通过耐高温、寿命和中子产额三项指标对外径为25 mm的ENT2465样管进行了性能评估测试,将样管置于中子实验测试平台的油槽内,连接激励线缆,记录样管工作过程中的温度、累计工作时间、中子产额、靶压、靶流和阳极电流.结果表明:在靶压为80 kV、靶流小于60 μA条件下,该样管累计使用寿命超过了1 000 h,其中175 ℃下连续工作时间持续23 h、累计工作超过500 h,室温下连续工作时间持续36 h.在相同靶压、靶流条件下,1 000 h后中子产额仅下降5.3％.

    中子管离子源自成靶

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    大面积氘/氚靶制备及中子产额分析

    梁斌斌巴伟伟王子默彭怡刚...
    137-142页
    查看更多>>摘要：大面积氘/氚靶是实现高产额强流中子源的关键部件,是氘、氚中子源广泛应用的前提条件.本工作采用磁控溅射镀膜与多弧离子镀结合的方式,制备以铜或钼为基底、直径大于500 mm的大面积钛膜.针对制备的钛膜,采用自研的氘/氚靶生产系统,经过除气、净化、高温吸氘/氚、尾气回收等流程,生产了氘/氚钛原子比大于1.85的氘靶、氚靶,采用φ22 mm的小靶片,进行氘束流加速器中子产额测试,研制的氘靶中子产额达到8.0×108/s,根据氘靶与氚靶反应截面计算氚靶中子产额,相同条件下,氚靶的中子产额在1.0×1011/s以上.以上测试结果表明,本工作研制的φ500 mm大面积氘/氚靶,可实现强流中子源的高产额中子输出,达到国际先进水平.

    氘靶氚靶中子源中子发生器

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    细长氚光管内壁荧光涂层制备工艺与性能

    王羽锋占勤罗玉鹏杨洪广...
    143-148页
    查看更多>>摘要：针对小尺寸气态氚光源研制需求,自主开发了一种细长玻璃管内壁制备微米级ZnS(Cu)荧光粉的湿法涂覆及烧结工艺,设计并建立了 一套可控压力、流量、温度的涂覆装置,利用此涂覆装置进行了规格为φ1.1 mm×550 mm的细长玻璃管内壁荧光涂层的制备工艺研究,分析了料浆配方对混合液体配方黏度以及涂层厚度的影响;优化了干燥工艺参数,最终在细长玻璃管内获得了满足功能要求的荧光涂层.截面扫描电镜(SEM)分析表明:涂层具有较好的致密性,其厚度为(16.9±0.6)μm(n=32),涂层厚度均匀性良好,且长时间放置稳定不脱落.使用该工艺充氚得到的氚光管样品发光亮度为0.642 cd/m2,发光均匀性、一致性良好,可为后续气态氚光源产品的开发提供装置条件与工艺优化依据.

    氚光源荧光涂层ZnS涂覆工艺

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    镧锕分离用含氮软配体的辐射稳定性研究进展

    胡云平王健吕灿刘坤琳...
    149-157页
    查看更多>>摘要：含氮软配体对次锕系元素(MA)配位能力强、选择性高,其在MA与镧系元素(Ln)分离中具有良好的应用前景.鉴于高放废液的强放射性和高硝酸浓度,为实现工艺长期运行的安全性和稳定性,体系中所有化学组分必须耐受强辐射环境.目前对于含氮软配体的辐射稳定性仍存在很大的争议.本文概述了近年来关于三嗪类单吡啶衍生物(BTP)、三嗪类双吡啶衍生物(R-BTBP)及三嗪类邻啡啰啉衍生物(R-BTPhen)等含氮软配体的γ辐射及α辐射稳定性相关研究,介绍了分子结构、剂量率、两相接触、氧含量等因素对配体γ辐射稳定性的影响.不同的辐射实验条件及辐射体系组成都可能导致不同的降解路径和降解率,且采用60Co源模拟辐射工况,可能会夸大或低估辐射效应的影响.总结了辐射稳定性研究中存在的问题,并展望了该领域的重点研究方向.

    镧锕分离含氮软配体BTPγ辐射α辐射稳定性

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    二叔丁基二环己基-18-冠-6的合成及其对锶的萃取

    王婧曹世权朱杉颜玉芳...
    158-169页
    查看更多>>摘要：90Sr(T1/2=28.9 a)是一种具有高释热性和强放射性的高毒性核素,高放废液在进行处置之前必须准确测量放射性废液中90Sr的含量,而将90Sr从放射性废液中分离出来是其准确测量的关键.本工作通过改变合成反应路径和优化合成反应参数,解决了二叔丁基二环己基-18-冠-6(DtBuCH18C6)合成反应存在的加氢危险、纯化困难的问题,实现了高纯度产品的合成;而后采用溶剂萃取法,以DtBuCH18C6为萃取剂,分别研究稀释剂种类、萃取剂浓度、硝酸浓度、相比等条件对Sr2+萃取性能的影响,以此来确定Sr2+选择性分离的最佳萃取条件,建立一种有效的快速分离Sr2+的方法,为后续提取90 Sr提供了一种可供选择的材料.

    高放废液DtBuCH18C6合成萃取90Sr

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