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《氚化学与工艺学》是一本论述氚的理化性质与行为、分析与测量、燃料循环、处理处置、防护等核心技术及其应用的专业性参考书。书中以图表等形式列举了大量的实验数据,并给出相关的文献信息。

该书对从事该领域的年轻科技工作者具有重要的参考价值,也可作为核燃料循环与材料专业学生及研究生的培训教材。

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茁诱发X 射线谱分析 61

2. 2. 1BIXS 发展历程 61

2. 2. 2BIXS 的理论基础 62

2. 2. 3BIXS 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[1]

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[1]

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酌场中氚的测量 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[1]

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

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书籍介绍

《氚化学与工艺学》是一本论述氚的理化性质与行为、分析与测量、燃料循环、处理处置、防护等核心技术及其应用的专业性参考书。书中以图表等形式列举了大量的实验数据,并给出相关的文献信息。

该书对从事该领域的年轻科技工作者具有重要的参考价值,也可作为核燃料循环与材料专业学生及研究生的培训教材。