中国工程物理研究院科技丛书 氚化学与工艺学PDF电子书下载

第1章 氚的理化性质与行为 1

1.1 概述 1

1.2 氚的基本性质 2

1.2.1 氚的放射性 2

1.2.2 氚的物理性质 3

1.2.3 氚的化学性质 4

1.2.4 氚的核聚变性质 6

1.2.5 氚的热力学性质 6

1.3 氚与材料的相互作用 7

1.3.1 氚与聚合物材料的相互作用 9

1.3.2 氚与多孔材料的相互作用 11

1.3.3 氚对金属结构材料性能的影响 15

1.3.4 氢同位素对材料物理性能的影响 18

1.4 贮氚材料及其特性 24

1.4.1 典型金属贮氚材料体系 24

1.4.2 典型贮氚材料的性能及应用 28

1.5 金属氚化物中的氦行为 32

1.5.1 金属氚化物中3He的能量状态 33

1.5.2 金属氚化物中3He的迁移扩散 33

1.5.3 金属氚化物中3He的行为机制 35

1.5.4 金属氚化物中3He的时效行为 41

参考文献 51

第2章 氚的分析与测量 60

2.1 概述 60

2.2 β诱发X射线谱分析 61

2.2.1 BIXS发展历程 61

2.2.2 BIXS的理论基础 62

2.2.3 BIXS氚信息获取方法 63

2.3 量热法 70

2.4 成像板 73

2.5 材料中氢同位素离子束分析方法 75

2.5.1 卢瑟福背散射分析 75

2.5.2 弹性反冲探测分析 76

2.5.3 核反应分析 76

2.5.4 二次离子质谱 76

2.5.5 加速器质谱 77

2.6 气相色谱法 77

2.6.1 分离系统 78

2.6.2 检测系统 79

2.6.3 气流系统 79

2.6.4 定量方法 80

2.6.5 微色谱技术 80

2.7 拉曼光谱 83

2.7.1 拉曼光谱分析原理 83

2.7.2 氢同位素拉曼频移峰的理论计算 84

2.7.3 拉曼光谱在同位素分离系统中的应用 85

2.7.4 拉曼光谱在氢同位素反应动力学研究中的应用 86

2.7.5 拉曼光谱在热循环吸收过程中的应用 86

2.7.6 拉曼光谱在内环路测试中的应用 88

2.8 质谱 89

2.8.1 质谱分析原理 89

2.8.2 离子源 90

2.8.3 低分辨质谱氢同位素定量分析 90

2.8.4 高分辨质谱仪在氢同位素分析中的应用 91

2.9 电离室 91

2.9.1 电离室测氚原理 91

2.9.2 电离室内能量沉积率计算 92

2.9.3 小体积电离室在高浓度氚测量中的应用 98

2.10 正比计数器 99

2.11 液闪法 100

2.11.1 液闪法测氚原理 100

2.11.2 液闪测氚中需要考虑的几个重要因素 101

2.11.3 液闪测氚技术的优化 102

2.11.4 低水平液态氚测量中的制样 105

参考文献 109

第3章 氚的燃料循环 114

3.1 概述 114

3.2 产氚包层技术 115

3.2.1 氚增殖包层 115

3.2.2 氚增殖剂材料 118

3.2.3 包层提氚技术 134

3.3 等离子体排灰气中氚的回收技术 140

3.3.1 排灰气的组成 140

3.3.2 排灰气中氚的快速回收方法 141

3.4 氢同位素分离技术 147

3.4.1 低温精馏氢同位素分离技术 147

3.4.2 色谱氢同位素分离技术 154

3.5 氚的贮存技术 157

3.5.1 氚的贮存方式 157

3.5.2 氚的各种贮存技术及应用 158

3.6 氚的衡算技术 162

3.6.1 基于PVT的氚衡算 163

3.6.2 基于质量的氚衡算 164

3.6.3 基于量热法的氚衡算 166

3.6.4 氚浓度测量技术 166

参考文献 172

第4章 氚废物的处理与管理 178

4.1 概述 178

4.2 氚废物的来源、特点与管理 178

4.2.1 氚废物来源及特点 178

4.2.2 氚废物管理 180

4.3 氚废气处理 182

4.3.1 稀释或贮存衰变后排放 183

4.3.2 催化氧化除氚 183

4.3.3 合金除氚（消氚） 186

4.4 氚废液的处理 187

4.4.1 含氚废水的处理 187

4.4.2 含氚有机废液的处理 198

4.5 固态氚废物的处理 200

4.5.1 固态氚废物的分类及管理原则 200

4.5.2 氚污染固体材料的去污 201

4.5.3 氚污染固体废物的减容处理 203

4.5.4 氚污染固体废物的包装 204

4.5.5 含氚固体废物处置前的处理 205

4.5.6 含氚固体废物管理中包装体释氚率的监测与评价 206

4.6 氚污染废物的处置 207

4.6.1 氚废物处置方案 207

4.6.2 氚废物处置 208

4.7 氚污染设施退役 208

4.7.1 氚污染设施退役方案的制定 209

4.7.2 退役工艺 209

4.7.3 氚污染设施退役案例 212

参考文献 222

第5章 氚的安全与防护 229

5.1 概述 229

5.2 涉氚设施的设计及管理 229

5.2.1 涉氚设施的建造设计 232

5.2.2 涉氚设施的运行设计 232

5.2.3 涉氚设施使用的安全原则和方法 233

5.3 氚的包容 234

5.3.1 氚包容设施 234

5.3.2 氚包容材料 240

5.4 氚的防护监测 241

5.4.1 氚防护监测的基本要求 241

5.4.2 氚化水的甄别测量 242

5.4.3 γ场中氚的测量 244

5.4.4 氚表面污染水平测量 248

5.4.5 氚的取样测量 249

5.5 环境中氚的测量 251

5.5.1 流出物氚排放监测 251

5.5.2 环境空气中氚的监测 254

5.5.3 生物样中有机氚监测 256

5.6 氚致剂量评估 259

5.6.1 氚的摄入模型 259

5.6.2 内照射剂量计算 259

5.6.3 氚释放的环境影响评价 260

5.7 氚的辐射效应 262

5.7.1 氚在人体中的分布和代谢 262

5.7.2 氚的化学毒性 263

5.7.3 氚的致癌效应 263

5.7.4 氚的遗传学效应 264

5.7.5 氚的致畸效应 265

5.7.6 氚对中枢神经系统的影响 266

5.7.7 氚的相对生物效应 266

参考文献 268

第6章 氚的应用 272

6.1 概述 272

6.2 中子发生器 273

6.2.1 中子发生器的原理及结构 273

6.2.2 中子发生器用氚靶 273

6.2.3 加速器用氚靶 277

6.2.4 中子发生器的应用 279

6.2.5 中子发生器用氚靶的发展趋势 282

6.3 氚光源 283

6.3.1 氚光源的原理及特点 283

6.3.2 氚光源亮度的影响因素 284

6.3.3 氚光源研究现状 285

6.3.4 氚光源的应用 287

6.3.5 氚光源的发展趋势 289

6.4 氚辐伏同位素电池 289

6.4.1 辐射伏特效应同位素电池的原理 289

6.4.2 能量转换特点 291

6.4.3 研究现状 292

6.4.4 辐伏同位素电池的发展趋势 296

6.5 氚示踪 296

6.5.1 氚示踪的原理及方法 296

6.5.2 氚示踪剂分类及其特点 296

6.5.3 氚示踪剂的制备 297

6.5.4 氚示踪技术的应用 297

6.5.5 氚示踪剂的发展趋势 297

6.6 聚变研究 298

6.6.1 核聚变原理及实现途径 298

6.6.2 氚在聚变研究中的应用 298

6.6.3 聚变能的应用 300

6.6.4 聚变能源的发展趋势 301

参考文献 302

附录 简称对照表 307