面對人類社會可持續(xù)發(fā)展所遇到的能源短缺和環(huán)境惡化問題,核聚變能,被視為理想的解決方案而備受全球矚目。氫同位素分離,作為實現(xiàn)核聚變能開發(fā)和利用的一項關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)難題,卻尚未得到有效地解決:氕（1H）、氘（2D）、氚（3T）作為氫的同位素,它們的分子形狀、尺寸相同,熱力學(xué)性質(zhì)相似,因此,實現(xiàn)氫同位素的分離純化是一項十分困難的事情,一直困擾著相關(guān)領(lǐng)域的研究學(xué)者。傳統(tǒng)的氫同位素分離方法如低溫精餾法、電解法、質(zhì)子交換法/化學(xué)交換法、離心分離法、熱擴散法、色譜法、金屬氫化物吸附分離法、激光分離法等普遍都存在成本高、效率低的缺陷,從而很難滿足氫同位素工業(yè)分離的實際需要,因此,探索并開發(fā)一種新型可替代的、行之有效的氫同位素分離新方法,對氫同位素分離的實際工業(yè)應(yīng)用意義非凡。最近發(fā)展起來的量子篩分（Quantum sieving,QS）技術(shù)在新型氫同位素分離方法中呈現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。所謂量子篩效應(yīng),是指當氣體分子尺寸與微孔材料孔徑的差異與氣體分子的德布羅意波長接近時,氣體分子與微孔材料在低溫條件下相互作用時產(chǎn)生的一種不確定性量子效應(yīng)。量子篩效應(yīng)用于氫同位素分離存在兩種效應(yīng):熱力學(xué)量子篩效應(yīng),又稱平衡量子... 

【文章來源】：中國工程物理研究院北京市

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 傳統(tǒng)氫同位素分離方法概述
    1.3 量子篩效應(yīng)及其用于氫同位素分離
        1.3.1 量子篩效應(yīng)
        1.3.2 量子篩效應(yīng)用于氫同位素分離
    1.4 論文選題及意義
    1.5 論文主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
第二章 四級桿質(zhì)譜定量檢測氫同位素
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 熱脫附譜法原理與校準標準物篩選
        2.2.2 實驗裝置與樣品制備
        2.2.3 實驗內(nèi)容
    2.3 結(jié)果與討論
2MS校準實驗結(jié)果">        2.3.1 H₂MS校準實驗結(jié)果
+）占比誤差分析">        2.3.2 單原子離子（H⁺）占比誤差分析
2MS校準實驗結(jié)果與誤差分析">        2.3.3 D₂MS校準實驗結(jié)果與誤差分析
        2.3.4 MS校準實驗結(jié)果驗證:MS定量檢測氫同位素
    2.4 小結(jié)
第三章 低溫氫同位素?zé)崃W(xué)量子篩效應(yīng)實驗研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 材料制備與表征
        3.2.2 實驗裝置（ACTDS）
        3.2.3 實驗流程（TDS）
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 實驗結(jié)果
        3.3.2 實驗結(jié)果討論與分析
    3.4 小結(jié)
第四章 熱力學(xué)量子篩效應(yīng)材料孔徑與溫度的對應(yīng)關(guān)系規(guī)律探究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 材料制備與表征
        4.2.2 實驗裝置（ACTDS）
        4.2.3 實驗流程（TDS）
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 實驗結(jié)果
2/D₂熱力學(xué)量子篩效應(yīng)最佳操作溫度的解釋:熱力學(xué)量子篩效應(yīng)材料孔徑與溫度之間最佳對應(yīng)關(guān)系規(guī)律">        4.3.2 CPL-1H₂/D₂熱力學(xué)量子篩效應(yīng)最佳操作溫度的解釋:熱力學(xué)量子篩效應(yīng)材料孔徑與溫度之間最佳對應(yīng)關(guān)系規(guī)律
2/D₂熱力學(xué)量子篩效應(yīng)最佳操作溫度處異�，F(xiàn)象的解釋">        4.3.3 CPL-1 H₂/D₂熱力學(xué)量子篩效應(yīng)最佳操作溫度處異�，F(xiàn)象的解釋
    4.4 小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 論文總結(jié)
    5.2 本論文的創(chuàng)新之處
    5.3 工作展望
致謝
參考文獻
附錄-1 發(fā)表論文
附錄-2 學(xué)術(shù)活動、會議情況
附錄-3 獲獎情況


【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋯-氫體系的同位素效應(yīng)研究進展[J]. 陳淼,彭述明,周曉松,龍興貴,傅依備.  稀有金屬. 2016(07)
[2]TiD1.92熱解析的動力學(xué)行為研究[J]. 王海峰,彭述明,龍興貴,周曉松,梁建華.  原子能科學(xué)技術(shù). 2015(03)
[3]低溫循環(huán)色譜法分離H2/HD[J]. 謝波,翁葵平,侯建平,李毅,任興碧,古梅.  核化學(xué)與放射化學(xué). 2015(01)
[4]鉺二氫化物的氘、氚熱力學(xué)同位素效應(yīng)[J]. 王維篤,彭述明,梁建華,龍興貴,周曉松.  原子能科學(xué)技術(shù). 2013(08)
[5]氫同位素氣相色譜分析研究現(xiàn)狀與展望[J]. 王曉英,陸光達,秦城,呂俊波.  化工進展. 2011(06)
[6]貯氫金屬多層膜制備技術(shù)及吸氫性能研究[J]. 劉錦華,丁偉,梁建華.  原子能科學(xué)技術(shù). 2010(S1)
[7]氫同位素氣體質(zhì)譜分析進展[J]. 紀存興,王鋼,紀存喜,侯艷麗,石磊.  科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2010(21)
[8]國際熱核實驗反應(yīng)堆（ITER）計劃與未來核聚變能源[J]. 潘傳紅.  物理. 2010(06)
[9]可控核聚變與國際熱核實驗堆（ITER）計劃[J]. 馮開明.  中國核電. 2009(03)
[10]氫-氘體系的氘豐度質(zhì)譜分析技術(shù)[J]. 石磊,李金英,慕俊娟,紀存喜,胡石林,紀存興,李中平.  核化學(xué)與放射化學(xué). 2009(03)

博士論文
[1]聚變堆燃料循環(huán)與氚資源可持續(xù)性研究[D]. 倪木一.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013

碩士論文
[1]金屬—有機骨架材料中量子化效應(yīng)的分子模擬研究[D]. 王文潔.北京化工大學(xué) 2011



本文編號：3151112