带管道铀床回收氘气过程分析

摘要：

在ICF实验用微球靶充气工艺系统中,通过测试管道中氘气压强p与时间t的变化关系,研究了室温下铀床回收氘气的动力学过程.用数据处理软件Origin拟合p-t曲线,得到了氘气吸收速率方程,讨论了速率方程中各参数的物理意义以及影响因素.9×10-4 m3氘气罐中初始压强p0＝0.6 MPa的氘气通过长2.3 m、孔径1～2 mm不锈钢管道,与铀床反应30 s后压强降为0.通过计算流体平均雷诺数Re发现,随着压强不断下降,氘气在管道中流动状态逐渐从湍流向层流转变.压强随时间的变化规律符合一次指数衰减曲线,t＝0～12 s时湍流状态下的速率方程满足p(t)＝y0+A1exp(-t/t1)(y0＝0.05～0.1 MPa,为非湍流状态下铀床的吸氘量;A1＝0.5～0.6 MPa,为反应初始氘气量;t1＝3.3～3.7 s).该过程可看作一级反应,决速步骤为氘气在管道中的扩散,反应速率常数k＝1/t1,半衰期τ＝t1ln 2.在室温(20 ℃)下,减少铀床中初始氘含量可提高反应速率常数k.层流状态下的回收过程需进行进一步探讨.

关键词：铀床、吸氘反应、一级反应、湍流

所属期刊栏目：44

分类号：O641.62(物理化学（理论化学）、化学物理学)

在线出版日期：2010-09-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：930-933