氚和氚的工程技術

內容概要

本書是一本系統(tǒng)論述氚的性質、氚的生產和處理氚的工藝技術的專業(yè)性參考書。書中以圖、表形式列出了大量的實驗數據，并給出了相關的文獻信息。該書對涉足本領域的科技工作者有重要參考價值，也可作為大專院校核燃料循環(huán)專業(yè)學生、碩士生的培訓教材。

書籍目錄

上篇　第1章  氚的基本性質　  1.1  氚的歷史回顧　  1.2  氫同位素家族的可比較性質　    1.2.1  氫同位素原子　    1.2.2  氫同位素分子　  1.3  氚的放射性　    1.3.1  氚的半衰期　    1.3.2  氚的衰變能量　    1.3.3  居里描繪與中微子質量　    1.3.4  氚β粒子在物質中的射程　  1.4  氘和氚的核聚變性質　    1.4.1  氘和氚的熱核聚變反應　    1.4.2  氘和氚的μ-子催化聚變反應　    1.4.3  固體“冷聚變”　  1.5  氚的輻照效應　    1.5.1  氚在氫氣中的輻照效應　    1.5.2  氘（氚）化鋰的氚輻照效應　    1.5.3  其它金屬氚化物的氚輻照效應　    1.5.4  氚對金屬和陶瓷材料的輻照損傷　    1.5.5  氚對有機化合物的輻照損傷　  1.6  氚的滲透性質　    1.6.1  氚在材料中的溶解度　    1.6.2  氚在材料中的擴散　    1.6.3  氚在材料中的滲透　  1.7  氚和金屬的相互作用　    1.7.1  氫和金屬相互作用的量子力學研究方法　    1.7.2  計算H－M相互作用的有效介質理論　    1.7.3  氫和金屬相互作用的機理　    1.7.4  氚的衰變產物氦-3在金屬中的行為　  1.8  氫同位素的低溫性質　    1.8.1  相圖　    1.8.2  低溫下氫同位素的蒸氣壓　    1.8.3  氘和氚飽和液體的性質　    1.8.4  固態(tài)氘和氚的性質　  1.9  氚的化學性質　    1.9.1  氚的三種反應類型和一個基本原理概述　    1.9.2  氚在環(huán)境中的氧化　    1.9.3  氚的輻射催化反應　    1.9.4  氚在氮介質中的化學反應　  1.10  氫的同位素交換性質　    1.10.1  氫同位素交換平衡常數的理論計算　    1.10.2  氫同位素交換反應動力學　    1.10.3  氫同位素與水的交換反應　    1.10.4  氚與CH4的交換反應　  參考文獻　第2章　氚的生產　  2.1  環(huán)境氚源　    2.1.1  天然氚源　    2.1.2　大氣核試驗　    2.1.3　核動力反應堆  　  2.1.4　環(huán)境氚儲量　  2.2　氚的生產方法概述　    2.2.1  氚的生產原理　    2.2.2　氚生產的可能途徑　    2.2.3　氚生產的中子源　    2.2.4　新的氚生產裝置比較　  2.3　專用反應堆生產氚　    2.3.1　鋁-鋰合金靶組件制備　    2.3.2　鋁-鋰造氚靶的堆內輻照　    2.3.3　從已輻照的鋁-鋰靶中提取氚　  2.4  商用輕水堆生產氚　    2.4.1  輕水堆產氚背景　    2.4.2  輕水堆產氚靶棒的制造　    2.4.3  LiAlO2靶輻照產氚行為　    2.4.4  輻照LiAlO2靶件氚的提取　  2.5　加速器生產氚　    2.5.1　加速器生產氚的背景　    2.5.2　加速器生產氚原理　    2.5.3　加速器生產氚系統(tǒng)的基本構成　  2.6  聚變反應堆生產氚　    2.6.1  聚變反應堆生產氚的原理　    2.6.2  聚變堆氚增殖材料的選擇　    2.6.3  中子增殖材料的選擇　    2.6.4  氚增殖包套的設計　    2.6.5  從聚變堆氚增殖包套提取氚　  參考文獻　第3章　氚的提取下篇　第4章  氚的純化　第5章　氫同位素的分離　第6章　金屬氚化物技術　第7章　氚的安全與輻射防護

章節(jié)摘錄

上篇第1章 氚的基本性質本章敘述氚的基本物理、化學性質以及氚與材料的相互作用。眾所周知，氚是氫的同位素，質量數為3，具有β放射性。氚既是氫的一種同位素，其電子組態(tài)與氕、氘相同，因而其物理、化學性質也與氕、氘基本相同；但另一方面，氚的質量數比氕、氘要大得多，有極強的同位素效應，且氚有β放射性，它發(fā)射低能β射線后衰變形成3He，因而使得氚的許多性質與氕、氘相比又有很大差異。因此，本書在講述氚的基本性質時，常采用與氕、氘對比的方法：一方面要比較氕、氘、氚的共同性，同時又要特別強調氚的特殊性，在列舉氚的參數時，要盡可能引用氚的實測數據。1.1　氚的歷史回顧1971年Nobel獎獲得者Libby〔1〕氚的生態(tài)學專題會議上作了“氚的歷史”的報告，為我們提供了有關氚的發(fā)現和早期研究的許多鮮為人知的史料。Libby以熱核武器的首次試驗為標志把氚的歷史劃分為氚的探索研究和氚的熱核應用兩個階段，但我們認為蘇聯學者πehcknn〔2〕把氚的歷史劃分為三個時期似乎更加合理：第一個時期（1934—1950）——氚的發(fā)現和闡明氚的物理、化學性質時期；第二個時期（1950——1965）——研究自然界中氚的含量、分布和探討各種體系中氚的測量方法時期；第三個時期（1965年以后）——氚的生產和應用發(fā)展時期。關于氚發(fā)現的歷史背景可以追溯到1910年Soddy提出的同位素假說，他認為一種化學元素有兩種或兩種以上的同位素存在可能是普遍現象。1919年Rutherford又預言存在具有單位電荷的、原子量分別為2和3的氫同位素，但是通過實驗發(fā)現第一種氫同位素卻花了十多年時間。1932年，Urey等人〔3〕采用低溫蒸發(fā)液氫，然后用光譜儀分析最后產物的光譜，發(fā)現了原子量為2的重氫，這一發(fā)現激勵人們以更大的興趣去尋找另一種原子量為3的超重氫。當時有兩個研究小組積極地投入了這一探索工作，一個是美國普林斯頓大學研究組，另一個是英國劍橋大學研究組。前者試圖從自然界中尋找超重氫，后者希望利用核反應產生超重氫。這里要特別提及科學史上的一項重大發(fā)明，這就是1932年人造荷電粒子加速器問世，與此同時電解法生產重水也獲得成功，這些成就為氚的發(fā)現做好了技術的與物質的準備。

編輯推薦

《氚和氚的工程技術》由兩篇組成：上篇包括氚的基本性質，氚的生產和氚的提取，共3章21節(jié)，主要講述氚的物理、化學和核的性質，以對比方式，用圖表給出氕、氘、氚的一些重要參數；下篇包括氚的提純，氫同位素分離技術，金屬氚化物技術，氚的安全與輻射防護，共4章24節(jié)，下篇側重于氚在實際應用中涉及的一些重要的處理技術，這些技術是比較成熟的。

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