低温循环色谱法分离H2/HD

谢 波，翁葵平，侯建平，李 毅，任兴碧，古 梅

中国工程物理研究院 核物理与化学研究所，四川 绵阳 621999

低温循环色谱法分离H2/HD

谢 波，翁葵平，侯建平，李 毅，任兴碧，古 梅

中国工程物理研究院 核物理与化学研究所，四川 绵阳 621999

低温循环色谱法(CCC)是一种有效的氢同位素分离方式。在升级改造后的低温色谱分离装置上开展了H2/HD体系的分离研究。结果表明：原始氘丰度为1.4×10-4的高纯氢经过CCC 4个流程后，氘丰度达到1.173×10-3；为获得最佳色谱柱柱效，CCC的进样量控制在组分峰的容量因子下降10%时较为合适；CCC的双柱间可互相充当解吸柱与接收柱的角色，在柱结构与程序升温条件相同的前提下，双柱间分离效果的差异可能是进样点的选择和进样压力的不同造成的，与进样时间无关。

色谱；氢同位素；分离；丰度

氢同位素分离对于聚变堆、聚变-裂变混合堆燃料循环和氚环境安全约束十分重要。在聚变燃料循环中，低温精馏曾经被认为是氢同位素分离工艺的最佳方式，因为精馏是十分成熟的工业技术，在氘的商业生产中得到实际应用。但这种大规模的分离工艺，需要操作大量的液化气体，氢同位素滞留大，这对于氘-氚聚变燃料循环来说是一个缺点，因为聚变燃料循环要求尽可能减小氚在系统中的滞留，氚的稀有、氚的增殖、氚的衰变等特性决定了必须采用一种小滞留的方式进行氢同位素的分离[1]。为建立经济、有效的氢同位素分离系统，本课题组自1989年以来，开发了低温循环色谱法(cryogenic cycling chromatography,CCC)这一自制制备色谱技术，先后建立了多套不同处理容量的低温循环色谱分离装置，实现了中试规模的长期、连续、安全运行。……