188宝金博页面版

第２ ５卷第５期２ ０ ０ ９ 年９ 月科技通报Ｂ Ｕ Ｌ Ｕ Ｅ Ｔ Ｉ Ｎ０ ＦＳ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ ＥＡ Ｎ ＤＴ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｃ ＹＶ ０ １． ２５Ｎ ｏ ． ５Ｓ ｅ ｐ ． ２ ０ ０ ９固体聚合物电解池分离氚的理论分析谢波， 胡睿， 刘云怒（ 中国工程物理研究院核物理与化学研究所， 绵１《１６２１９ ０ ０ ）摘要： 水电解是氢同位素分离的一种有效方式， 固体聚合物电解池（ Ｓ Ｐ Ｅ ）因具有高电流密度、 低液体滞留等特点而备受青睐。 为了完成Ｓ Ｐ Ｅ 氚分离系统的工程设计与建造． 本文针对由氢和不同阴极材料组成的Ｓ Ｐ Ｅ ， 在其分离氚的机理上， 对水与二元氢化物之间的氢同位素交换反应进行了分析． 利用归一配分函数和同位素两相分布理论计算了同位素交换反应的平衡常数和分离因子。 结果表明： 采用３１６Ｌ 不锈钢和镍作为阴极的Ｓ Ｐ Ｅ ， 其分离因子的计算值与文献实验值较为符合． 而碳阴极Ｓ Ｐ Ｅ 分离因子的计算值远小于文献实验值。关键词： 固体聚合物电解池； 氚； 分离因子； 氢同位素中图分类号： ０ ６４ ３． １４文献标识码： Ａ文章编号： １０ ０ １—７ １１９ （ ２０ ０ ９ ）０ ５—０ ５４ １—０ ５Ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔｉｃ ａ ｌＡ ｎ ａ ｌｙ ｓｉｓｏ ｆＴ ｒ ｉｔｉｕ ｍＳ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔｉｏ ｎｂ ｙＳ ｏ ｌｉｄＰ ｏ ｌｙ ｍ ｅ ｒ Ｅ ｌｅ ｃ ｔｒ ｏ ｌｙ ｔｅ’Ｘ ／Ｅ Ｂ ｏ ， Ｈ ＵＲ ｕ ｉ， Ｌ ＩＵＹ ｕ ｎ ｎ ｕ（ Ｉｎ ｓｔｉｔｕ ｔｅｏ ｆ Ｎ ｕ ｃ ｌｅ ａ ｒＰ ｈ ｙ ｓｉｃ ｓａ ｎ ｄＣ ｈ ｅ ｍ ｉｓｔｒ ｙ ， Ｃ ｈ ｉｎ ａ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙｏ ｆＥ ｎ ｇ ｉｎ ｅ ｅ ｒ ｉｎ ｇＰ ｈ ｙ ｓｉｃ ｓ， Ｍ ｉａ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ６ ２１９ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉｎ ａ ）Ａ ｂ ｓｔｒ ａ ｃｔ： Ｗ ａ ｔｅｒ ｅｌｅｃｔｒ ｏ ｌｙ ｓｉｓｉｓｔｉｎ ｅｆ ｆ ｅｃｔｉｖ ｅｗ ａ ｙｆ ｏ ｒｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｇ ｅ ｎ ｉｓｏ ｔｏ ｐ ｅ ｓ ｓｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔｉｏ ｎ ． Ａ ｎ ｅｌｅｃｔｒ ｏ ｌｙ ｓｉｓ ｕ ｓｉｎ ｇＳ ｏ ｌｉｄＰ ｏ ｌｙ ｍ ｅ ｒＥ ｌｅ ｃ ｔｒ ｏ ｌｙ ｔｅ （ Ｓ Ｐ Ｅ ）ｈ ａ ｓｂ ｅ ｅ ｎｄ ｅ ｖ ｅ ｌｏ ｐ ｅ ｄｒ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔｌｙｂ ｅ ｃ ａ ｕ ｓｅｏ ｆｈ ｉｇ ｈｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔｄ ｅ ｎ ｓｉｔｙａ ｎ ｄｌｏ ｗｌｉｑ ｕ ｉｄｉｎ ｖ ｅ ｎ ｔｏ ｒ ｙ ． Ｆ ｏ ｒａ ｎ ｅｆ ｆ ｅｃｔｉｖ ｅｅ ｎ ｇ ｉｎ ｅ ｅ ｒ ｉｎ ｇ ｄ ｅ ｓｉｇ ｎａ ｎ ｄｂ ｕ ｉｌｄ ｉｎ ｇｏ ｆ Ｓ Ｐ Ｅｆ ｏ ｒ ｔｒ ｉｔｉｕ ｍｓｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔｉｏ ｎ ｓｙ ｓｔｅ ｍ ， ｔｈ ｅ ｓｅｐ ａ ｒａ ｔｉｏ ｎｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉｓｍＷ ａ ｓａ ｎ ａ ｌｙ ｚ ｅ ｄａ ｓ ｔｈ ｅｈ ｙ —ｄ ｒ ｏ ｇ ｅ ｎ ｉｓｏ ｔｏ ｐｅ ｅ ｘ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅｒ ｅ ａ ｃｔｉｏ ｎ ｂ ｅ ｔｗ ｅ ｅ ｎｗ ａ ｔ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｄ ｉａ ｔｏ ｍ ｉｃｈ ｙ ｄ ｒ ｉｄ ｅｔｈ ａ ｔ ｃｏ ｎ ｓｉｓｔｓ ｏ ｆｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｇ ｅ ｎａ ｎ ｄ ｃ ａ ｔｈ ｏ ｄ ｅ ｍ ａ ｔｅ ｒ ｉａ ｌ． Ｔ ｈ ｅｅ ｑ ｕ ｉｌｉｂ ｒ ｉｕ ｍｃ ｏ ｎ ｓｔ ａ ｎ ｔ ｓ ａ ｎ ｄｓｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔｉｏ ｎｆ ａ ｃｔｏ ｒ ｓ ｏ ｆｔｈ ｅｉｓｏ ｔｏ ｐ ｅ ｅｘ ｃｈ ａ ｎ ｇ ｅｒ ｅ ａ ｃ ｔｉｏ ｎ ｗ ｅ ｒ ｅ ｃ ａ ｌｃ ｕ ｌａ ｔｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄｐ ａ ｒ ｔｉｔｉｏ ｎｆ ｕ ｎ ｃ －ｔｉｏ ｎ ｒ ａ ｔｉｏ ａ ｎ ｄｆ ｒ ｏ ｍ ｔｈ ｅｔｗ ｏ —－ ｐ ｈ ａ ｓｅｄ ｉｓｔｒ ｉｂ ｕ ｔｉｏ ｎｔｈ ｅ ｏ ｒ ｙｆ ｏ ｒｉｓｏ ｔｏ ｐ ｅｓ． Ｔ ｈ ｅｒ ｅｓｕ ｌｔｓ ｓｈ ｏ ｗｔｈ ａ ｔ ｃ ａ ｌｃ ｕ ｌａ ｔｅ ｄｓｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔｉｏ ｎｆ ａ ｃ ｔｏ ｒ ｓｗ ｅ ｒ ｅｗ ｅ ｌｌａ ｇ ｒ ｅ ｅ ｄｗ ｉｔｈｔｈ ｅｅｘ ｐ ｅｒｉｍ ｅｎ ｔａ ｌｌｙｖ ａ ｌｕ ｅ ｓ ｉｎ ｌｉｔｅｒａ ｔｕ ｒｅ ｆ ｏ ｒ ３１６ Ｌｓｔａ ｉｎ ｌｅｓｓｓｔｅｅｌ ａ ｎ ｄ Ｎ ｉ ｃ ａ ｔｈ ｏ ｄ ｅ ｓ， ａ ｎ ｄｔｈ ｏ ｓｅ ｆ ｏ ｒ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎｃ ａ ｔｈ ｏ ｄ ｅｗ ｅ ｒ ｅ ｓｏ ｍ ｅ ｗ ｈ ａ ｔ ｓｍ ａ ｌｌｅ ｒｔｈ ａ ｎ ｔｈ ｅｅｘ ｐ ｅｒｉｍ ｅｎ ｔａ ｌｖ ａ ｌｕ ｅｓ．Ｋ ｅ ｙｗ ｏ ｒｄ ｓ： Ｓ Ｐ Ｅ ； ｔｒｉｔｉｕ ｍ ； ｓｅｐ ａ ｒａ ｔｉｏ ｎ ｆ ａ ｃ ｔｏ ｒ ； ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｇ ｅ ｎ ｉｓｏ ｔｏ ｐ ｅ收稿日期： ２００８—０２—１８基金项目： 中国工程物理研究院ＩＴ Ｅ Ｒ 专项基金（ ２０ ０ ８ ０ ２０ ５４ ０ ）作者简介： 谢波（ １９ ７ ５一）， 男， 湖北潜江人， 助理研究员， 从事同位素分离与氚工艺研究。 Ｅ － ｍ ａ ｉｈｘ ｉｅｂｏ ｍ ａ ｐ ｓ＠ ｇ ｍ ａ ｉｌ． ｃｏ ｒｎ　万方数据