用氢同位素估算氚在熔盐堆结构材料中的渗透

• 作者: 刘卫 张东勋 曾友石 杜林 王广华 皮力 钱渊
• 来源期刊: 核技术
• 学科: 工学
• 关键词: 氢同位素 熔盐堆 结构材料 渗透系数
• 年，卷（期）: 2015,（3）
• 所属期刊栏目: 核能科学与工程
• 页码范围: 75-80
• 页数: 6页
• 分类号: TL341
• 字数: 2620字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.030602

摘要

熔盐堆产生的氚在高温下透过结构材料管壁进入大气环境.为降低此危害,研究氚在堆结构材料中的渗透过程十分必要.针对熔盐堆常用的结构材料HastelloyN、GH3535、Hastelioy C230、Hastelloy C276,本研究采用压力差驱动法,在400-700 ℃和5-40 kPa的试验条件下,获得了氕、氘的渗透系数,并初步估算氚在该结构材料中的渗透.结果表明:氕、氘在镍基合金中的渗透通量与气体压力的平方根成正比,渗透系数随温度增大,与温度倒数的关系符合阿伦尼乌斯公式;氕、氘在成分相似的GH3535和Hastelloy N中渗透系数接近,与其它两种合金材料中渗透系数都在一个数量级内,在相同温度下两者渗透系数比值接近1.4,符合经典扩散理论;在400-700℃内,氚在4种镍金合金中渗透过程的指前因子为1.1×10-7-1.6× 10-7 moi·m-1 ·s-1·pa-1/2,活化能为59-62 kJ·mol-1.