同位素分离

摘要： 将从乏燃料提取的再生铀返回到核燃料循环,对核能的可持续发展有重要意义。本文基于Q-模型级联,从分离级联规模、原料利用率、天然铀消耗等方面,对利用再生铀生产低浓铀的一种方案进行了深入优化分析。结果表明,生产相同量低浓铀情况下,消耗天然铀越少,原料利用率越高,乏燃料循环闭合指数越大,但级联的规模越大;用再生铀生产低浓铀的经济性需从天然铀消耗、级联规模、乏燃料循环闭合指数等多方面综合考虑。此结果还表明,本文提出的方案能满足完全乏燃料闭合循环要求,是简单且较理想的分离方案。

摘要： 氚是氢的同位素之一,是热核武器的重要材料,也是现阶段核聚变能应用必需的核燃料,极其稀缺、昂贵且具有一定放射性。受限于氚的来源、防护条件以及军用敏感性,国际上氚操涉及的核心氚工艺技术、专用设备均保持高度限制。未来持续、每小时数公斤级氚操作规模的磁约束聚变堆氚循环技术将面临前所未有的挑战,比如:首炉大量氚来源获取、高效氚回收与同位素分离、气态氚安全包容、专用设备的氚兼容性等。

摘要： 实验室建立了一套串级联合电解催化交换实验装置,用于研究氢-水液相交换过程。根据工艺的具体要求设计了一种基于PLC的工艺控制方法并建立系统应用于现场装置。该控制系统集成了MODBUS-RTU通讯、PROFINET通讯、串口RS485通讯等多种通讯方式。通过上位机软件将多种类型PLC、智能仪表和电气设备的数据进行采集与控制。控制系统完成了常规工艺参数测量、流量和液位PID控制、报警与安全连锁等功能,达到了工艺运行要求。经过长期实验表明,所设计并建成的控制系统操作界面友好、简单、运行稳定、可靠。

摘要： 同位素分离中可能需要具有多个供料和取料的级联,以满足复杂的分离需求,取得更好的分离效果。对多供取料级联的分析,比传统三股流级联的分析复杂得多。获得多供取料下的级联数学描述,能够减少分析中的困难。本文针对多分段的连续流量的Q模型级联,在多供取料情况下,给出了描述级联的流量和同位素组分丰度在级联中分布的解析表达式,讨论了方程的求解和级联优化的原则。

摘要： 激光抑制凝聚法(CRISLA)是目前极具工业应用潜力的激光同位素分离(LIS)方法。在应用激光抑制凝聚法分离S同位素时,需要借助低温喷嘴装置获得低温过饱和SF_(6)气体,因此该方法的实际分离性能和优化除与激光参数相关外,还依赖于低温喷嘴装置内的流动状态,为了研究低温喷嘴装置结构和设计参数对分离性能的影响规律,优化分离性能,需要对低温喷嘴装置内的流场进行相关研究。利用计算流体动力学(CFD)方法,能够实现对低温喷嘴装置内流场的数值模拟,得到喷嘴内外的流动参数特别是温度分布。通过流场模拟的结果,验证了喷嘴设计方案,并从流体角度解释了基本分离原理。

摘要： 分析气体离心机动态过程中的分离情况需要描述动态过程物质输运的丰度方程。为避免大量数值计算,方程最好简单且能够反映关键的分离过程。基于径向平均法,从非平衡态物质输运方程推导描述离心机过渡过程中丰度轴向分布的微分方程。应用变密度等温刚体模型和单纯轴向流假设,对丰度方程进一步简化和分析。简化方程解决了由变密度等温刚体模型引入的各组分弥散质量源汇问题,从而使丰度方程能够被求解。

摘要： 实现铷同位素的高效分离对我国导航定位技术的发展具有重要意义,为填补国内在新型铷同位素分离技术领域的研究空白,本文对光致漂移法实现铷同位素分离技术进行了探索.建立了分离实验装置,利用光致漂移法针对铷同位素分离开展实验研究.采用直接吸收光谱法测量85 Rb和87 Rb的同位素比率,对光致漂移法铷同位素分离实验中的同位素分离效果进行验证.实验结果表明,采用光致漂移法进行铷同位素分离时,通过改变激发光频率,可分别实现85 Rb和87 Rb的富集.吸收光谱实验数据证明了该方法具有明显的分离效果,同位素比率随激发光频率的变化符合光致漂移原理的定性分析.

摘要： 在级联分离同位素的过程中,某些分离工质会在级联内发生化学反应,持续产生少量的固体物质沉积在分离设备内.随着沉积物的增加,将逐步影响分离设备的分离性能,进而影响级联的生产运行,因此需要定期对沉积物进行清理.本文针对清理过程,提出一种数值计算方法,用于级联内不同气态物质分布规律的计算.该算法在单机清理参数已知的前提下,以级联级间物质守恒为基础,采用线性迭代算法描述级联内各类气态物质的分布情况,通过总的物质守恒达到计算收敛.算例的数值计算结果表明,本算法在不同级联工况下均能稳定收敛.

摘要： 在气体同位素分离领域,需要对系统内的气体流量进行精确控制,某些关键位置需要达到0.1 mg/s的精度,才能符合设计要求.为了实现精确控制气体流量的目的,气体流体力学中的"声速孔板"原理在气体同位素分离领域得到了广泛应用.本文在声速孔板物理原理的基础上,介绍几种常用的孔板校准方法,并整理出基本的应用方向,为广大科研人员在实验研究、工程设计等有气体流量控制需求时提供参考.

摘要： 同位素分离是一种特殊的精密分离过程,其主要特点分离系数低、平衡时间长、能耗高.一座工业化的生产装置总长度都在100米以上,开车平衡时间在数月甚至数年,这样造成能源费用占同位素生产成本的80％以上.所以不断开发新技术、通过合理的工业设计来降低能耗,是同位素生产装置设计的基本要求.工业上一般通过以下四个方面对精密精馏过程进行增效节能:(1)热量耦合利用技术.就是对化工分离体系的热量进行优化设计,工艺上进行耦合再利用,从而实现节能降耗.比较成熟的技术有热泵精馏流程、多效精馏流程、中间冷凝蒸发等工艺.(2)精密精馏高效填料强化技术.填料是精馏体系的核心,其分离效率直接决定精馏塔的能耗,所以工业界先后开发了散堆填料、波纹填料、丝网填料,并且都在工业上得到了应用.然而随着能源成本的上升,包括苏尔寿公司在内的业界一直都在开发更加高效的新型填料.(3)新型换热器强化传热技术.换热器是实现热量交换的载体,其换热性能对能源利用的效率有着重要的作用.在换热器的强化方面研究的热点集中在通过材料改进、结构改进及局部强化.(4)精馏系统优化技术.借助数值模拟的手段,对精馏系统进行整体能效分析,并进行优化设计,达到优化节能的目的.

摘要： 文中从理论上分析了激光光致漂移现象的基本原理,计算分析了激发光失谐量、光强、惰性气体压强、温度等因素对Na-Xe光致漂移速度的影响,发现随着光强、压强增大,温度升高,光致漂移速度均呈现先增加后减小的趋势,并从激发速率、碰撞频率等因素一一分析了造成这种现象的原因.最后通过理论计算85Rb,87Rb-Xe光致漂移特性的不同讨论了光致漂移方法实现同位素分离的可行性.

摘要： 研究同位素分离离心机级联的动态水力学问题,需要提供离心机的动态水力学模型.文章通过简化的定性分析,对所谓单向关联和双向关联的两类离心机,确定了离心机的动态水力学模型的表达式,并进行了讨论.模型给离心机和离心机级联的动态水力学问题研究提供了一个实验数值拟合的基础.

摘要： 本文对采用特殊的粉末和特殊的工艺，把纳米级粉末制作成膜片或膜管进行同位素分离制作同位素分离元件的可行性、工艺、材料和制备方法进行分析，提出不但在医疗领域、民生工程上得到广泛的应用，而且在核工业领域和电子工业取得了满意的结果。

摘要： 为满足集团公司下达的多种产品生产任务,需要进行相应运行方案的计算.在方案计算的基础上开展方案转换,方案转换过程即从一个稳态到另一个稳态的非稳态变化过程.本文首先建立方案转换非稳态过程模型,假定方案转换过程中各级流量迅速达到稳定,只考虑丰度迭代过程.根据分流比、浓缩系数、丰度计算的经验公式,给出非稳态过程的数值计算方法,并编程实现.数值计算了供料变化量和贫料丰度变化量之间的关系,取料量变化量和精料丰度变化量之间的关系,和实际生产过程的数值对比,符合性较好,可以指导方案转换中贫料、精料丰度的调整;单产品转双产品方案转换过程中应先接通中间产品取料;低丰度转高丰度产品方案中,降低取料压力不能缩短非稳态过程时间.精料取料压力偏低时可以提高末级PT值;贫料压力调整以MKS仪表为准;为确定供料点是否偏移,方案转换结束取样分析供料级丰度.

摘要： 为满足集团公司下达的多种产品生产任务,需要进行相应运行方案的计算.在方案计算的基础上开展方案转换,方案转换过程即从一个稳态到另一个稳态的非稳态变化过程.本文首先建立方案转换非稳态过程模型,假定方案转换过程中各级流量迅速达到稳定,只考虑丰度迭代过程.根据分流比、浓缩系数、丰度计算的经验公式,给出非稳态过程的数值计算方法,并编程实现.数值计算了供料变化量和贫料丰度变化量之间的关系,取料量变化量和精料丰度变化量之间的关系,和实际生产过程的数值对比,符合性较好,可以指导方案转换中贫料、精料丰度的调整;单产品转双产品方案转换过程中应先接通中间产品取料;低丰度转高丰度产品方案中,降低取料压力不能缩短非稳态过程时间.精料取料压力偏低时可以提高末级PT值;贫料压力调整以MKS仪表为准;为确定供料点是否偏移,方案转换结束取样分析供料级丰度.

摘要： 为满足集团公司下达的多种产品生产任务,需要进行相应运行方案的计算.在方案计算的基础上开展方案转换,方案转换过程即从一个稳态到另一个稳态的非稳态变化过程.本文首先建立方案转换非稳态过程模型,假定方案转换过程中各级流量迅速达到稳定,只考虑丰度迭代过程.根据分流比、浓缩系数、丰度计算的经验公式,给出非稳态过程的数值计算方法,并编程实现.数值计算了供料变化量和贫料丰度变化量之间的关系,取料量变化量和精料丰度变化量之间的关系,和实际生产过程的数值对比,符合性较好,可以指导方案转换中贫料、精料丰度的调整;单产品转双产品方案转换过程中应先接通中间产品取料;低丰度转高丰度产品方案中,降低取料压力不能缩短非稳态过程时间.精料取料压力偏低时可以提高末级PT值;贫料压力调整以MKS仪表为准;为确定供料点是否偏移,方案转换结束取样分析供料级丰度.

摘要： 为满足集团公司下达的多种产品生产任务,需要进行相应运行方案的计算.在方案计算的基础上开展方案转换,方案转换过程即从一个稳态到另一个稳态的非稳态变化过程.本文首先建立方案转换非稳态过程模型,假定方案转换过程中各级流量迅速达到稳定,只考虑丰度迭代过程.根据分流比、浓缩系数、丰度计算的经验公式,给出非稳态过程的数值计算方法,并编程实现.数值计算了供料变化量和贫料丰度变化量之间的关系,取料量变化量和精料丰度变化量之间的关系,和实际生产过程的数值对比,符合性较好,可以指导方案转换中贫料、精料丰度的调整;单产品转双产品方案转换过程中应先接通中间产品取料;低丰度转高丰度产品方案中,降低取料压力不能缩短非稳态过程时间.精料取料压力偏低时可以提高末级PT值;贫料压力调整以MKS仪表为准;为确定供料点是否偏移,方案转换结束取样分析供料级丰度.

摘要： 为满足集团公司下达的多种产品生产任务,需要进行相应运行方案的计算.在方案计算的基础上开展方案转换,方案转换过程即从一个稳态到另一个稳态的非稳态变化过程.本文首先建立方案转换非稳态过程模型,假定方案转换过程中各级流量迅速达到稳定,只考虑丰度迭代过程.根据分流比、浓缩系数、丰度计算的经验公式,给出非稳态过程的数值计算方法,并编程实现.数值计算了供料变化量和贫料丰度变化量之间的关系,取料量变化量和精料丰度变化量之间的关系,和实际生产过程的数值对比,符合性较好,可以指导方案转换中贫料、精料丰度的调整;单产品转双产品方案转换过程中应先接通中间产品取料;低丰度转高丰度产品方案中,降低取料压力不能缩短非稳态过程时间.精料取料压力偏低时可以提高末级PT值;贫料压力调整以MKS仪表为准;为确定供料点是否偏移,方案转换结束取样分析供料级丰度.

摘要： 高速旋转圆筒内部流场研究是分离设备理论研究的主要内容之一,它主要是通过对所研究装置工作区域建立合理的物理模型,进而根据自然界中流体流动自然规律建立起相应的数学模型,再通过必需的假设和简化建立起一套可以求解的一组方程组,从而通过数学计算模拟出工作区域流体的流动状况.通过对旋转圆筒内流场进行研究,可以观察到流体流动规律和趋势,对旋转圆筒性能优化起到一定作用.本文在伊瓜苏理论模型基础上,建立了旋转圆筒内部流场计算模型,采用有限差分法求解线性化N-S方程,对旋转圆筒内部流场进行了模拟.通过对模拟流场进行分析,初步判断出流场内几个主要涡旋的产生机理,并结合截面流型图判断出主要涡旋流体的流动方向.通过模拟不同驱动量大小对流场的影响,初步判断出驱动量适应范围.

摘要： 本发明提供了一种汞同位素电磁分离器的隔热装置，汞同位素电磁分离器的离子源包括弧放电室以及坩埚，其中，隔热装置设置于弧放电室和坩埚之间，弧放电室与隔热装置密封连接，坩埚与隔热装置密封连接，坩埚中的蒸气经隔热装置流通进入弧放电室；还提供具有该隔热装置的汞同位素电磁分离器。本发明隔热装置，通过控制坩埚内温度稳定，从而抑制温度变化对坩埚内待测样品出气量的影响，实现精确控制坩埚出气量，从而实现高丰度汞同位素的分离。

摘要： 本发明提供了从水中分离O‑17同位素的方法及其浓缩O‑17同位素的方法。从水中分离17O的方法包括：将含17O的水与甲醛混合以制备甲醛水溶液；加热甲醛水溶液，生成含有水蒸气和甲醛蒸气的蒸汽混合物；光解离蒸汽混合物，获得含有去除17O的水、残留的甲醛和含有氢气及富含17O的一氧化碳的气体混合物。一种富含17O的水生产方法包括：在从水中分离17O之后，向气体混合物中加入氢气以引发催化甲烷化反应，通过甲烷化合成甲烷(CH4)和富含17O的水(H217O)。

摘要： 本发明提供了一种汞同位素电磁分离器的隔热装置，汞同位素电磁分离器的离子源包括弧放电室以及坩埚，其中，隔热装置设置于弧放电室和坩埚之间，弧放电室与隔热装置密封连接，坩埚与隔热装置密封连接，坩埚中的蒸气经隔热装置流通进入弧放电室；还提供具有该隔热装置的汞同位素电磁分离器。本发明隔热装置，通过控制坩埚内温度稳定，从而抑制温度变化对坩埚内待测样品出气量的影响，实现精确控制坩埚出气量，从而实现高丰度汞同位素的分离。

摘要： 本发明涉及在带有离子源的电磁分离器中分离低天然浓度同位素的方法,包括在离子源坩埚中放入待分离元素的加工物,加热加工物直到形成蒸气,在离子源的气体放电室中,在热阴极电子发射作用下将蒸气离子化,通过离子－光系统的电极形成离子束,在磁场中分离和形成同位素的离子束,用接收器的盒捕获离子,用X射线光谱分析定义同位素富集物含量增大的接收器盒中的区域,定位这些区域,先将富集物从这些区域中取出,然后进一步处理接收器盒的表面其余部分,包括同位素富集物含量减小的区域。本方法允许有效地分离化学元素的同位素并获得低天然浓度同位素的更高水平的富集。

摘要： 本发明的实施例提供了一种用于从以氦气为载体的氦气和氢同位素气体的混合气体中分离纯化氢同位素气体的装置，包括：分离床和纯化器；其中，分离床被设置成从混合气体中吸收氢同位素气体，并将吸收的氢同位素气体释放至纯化器，分离床释放的氢同位素气体中含有由混合气体中除氢同位素气体之外的其他气体形成的杂质；纯化器被设置成接收分离床释放的氢同位素气体以及杂质，纯化器被设置成允许氢同位素气体通过但不允许杂质通过；分离床还被设置成接收未通过纯化器的氢同位素气体和杂质。

摘要： 本发明提供了一种用于锂同位素分离的非织造基复合膜及其制备方法及膜色谱分离锂同位素的方法。该非织造基复合膜以非织造布为多孔支撑体或微孔基膜，以具有锂同位素分离效应的冠醚接枝聚合物或穴醚接枝聚合物为成膜物质在非织造布上制备涂层，或将冠醚或穴醚及其衍生物共混于可成膜聚合物溶液中在非织造布上制备涂层，涂层与基膜复合形成复合分离膜。并以其作为膜色谱介质固定相，使用膜色谱分离锂同位素。本发明给出的非织造基复合膜及膜色谱分离锂同位素的方法，有效提高了固-液萃取锂同位素分离过程中冠醚分子与锂离子之间接触、耦合效率，实现锂同位素分离过程的绿色化、连续化和高效化。

摘要： 本发明涉及碳同位素分离方法及利用其的碳同位素浓缩方法,更具体地，涉及包括如下步骤的碳同位素分离方法及碳同位素浓缩方法,包括：将甲醛气体冷却至190K至250K的温度的冷却步骤；将冷却的甲醛气体光解以获得包括包含碳同位素的一氧化碳和氢气的混合气体以及残留甲醛的步骤。

摘要： 本发明公开了一种氧同位素分离系统，包括一个纯化单元和三个分离单元，该三个分离单元分别为第一分离单元、第二分离单元和第三分离单元；纯化单元是由至少一个纯化装置组成；纯化单元的出料口与第一分离单元的进料口连接；第一分离单元、第二分离单元和第三分离单元均具有轻组分出料端和重组分出料端；第一分离单元的重组分出料端与第二分离单元的进料口连接，第二分离单元的重组分出料端与第三分离单元的进料口连接。本发明还公开了一种利用氧同位素分离系统生产氧同位素水的方法。该系统对氧同位素的分离效率较高，可以同时生产低氧十七水、高氧十七水和高氧十八水，并且所获得的氧同位素水的纯度较高。

摘要： 本发明提供一种分离锂同位素的萃取体系与锂同位素分离方法，该萃取体系包括锂同位素分离剂与溶剂；其中锂同位素分离剂包括如式A所示的化合物，该锂同位素分离剂作为萃取剂易溶于溶剂，能够选择性地与

摘要： 本发明提供了一种用于锂同位素分离的非织造基复合膜及其制备方法及膜色谱分离锂同位素的方法。该非织造基复合膜以非织造布为多孔支撑体或微孔基膜，以具有锂同位素分离效应的冠醚接枝聚合物或穴醚接枝聚合物为成膜物质在非织造布上制备涂层，或将冠醚或穴醚及其衍生物共混于可成膜聚合物溶液中在非织造布上制备涂层，涂层与基膜复合形成复合分离膜。并以其作为膜色谱介质固定相，使用膜色谱分离锂同位素。本发明给出的非织造基复合膜及膜色谱分离锂同位素的方法，有效提高了固-液萃取锂同位素分离过程中冠醚分子与锂离子之间接触、耦合效率，实现锂同位素分离过程的绿色化、连续化和高效化。