3.2 有机氚碳氧化炉的性能及设计 12
3.3 实验内容 16
3.3.1 样品的预处理 16
3.3.2 燃烧氧化 16
3.3.3 液闪测量 17
3.4 实验记录及结果分析 17
3.4.1 实验记录 17
3.4.2 实验分析与讨论 18
结 论 19
致 谢 20
参考文献 21
1 环境中氚的概论
1.1 氚的简介
1.1.1 氚的来源
1954年6月前苏联建成了世界第一个核电站,成为人类和平利用原子能的成功典范,同时核电也进入了公众的视野。随着社会的发展和科学技术的提高,使得核和辐射相关技术在社会的各个领域得到了广泛的应用,但是核与辐射相关技术在造福人类的同时,也不可避免的带来了核与辐射安全问题。例如,核电在正常运行工作的时候是一种安全、经济、清洁的能源,因此把核电作为解决能源问题的重要途径是有非常大的发展空间的。但在核电运行时会产生放射性的核素,而氚作为核电站的主要放射性流出物之一,对其监测也是具有重大意义的。氚的来源包括:
一种是天然产生,宇宙中的高能粒子作用在高层大气原子上,发生下式反应生成氚:
14N(n,T)12C (1)
利用宇宙射线的通量和反应截面估算氚的全球平均产生率,大约为0.2-0.25cm-2·s-1。
另一种是人工产生,包括:①核燃料后处理厂:核燃料后处理厂释放出的氚是在反应堆中产生的,它随燃料组件进入后处理厂。轻水堆卸料时,燃料中的含氚量取决于裂变同位素类型、燃料中锂杂质含量、燃料的化学形式、燃耗、辐射时的线性功率水平和包壳材料。后处理时氚的含量还取决于冷却时间;②聚变堆:目前聚变堆还处于试验发展阶段,所以有关氚释放的实际运行资料现在还没有。不过,对聚变堆中氚的行为已进行过一些研究。估计氚的总存在量在8.9×1017— 8.4×1018Bq范围。从聚变堆释放出的氚估计为3.6×1010—1.1×1012Bq/d;③核爆炸:裂变和聚变核爆炸装置都产生氚。裂变装置爆炸时的产氚量估计约为7.2×1015Bq/兆吨当量,其中大部分是由中子活化反应产生的。聚变爆炸的产量估计为2.5×1017—1.8×1018Bq/兆吨当量。在大气层爆炸时,大部分氚被氧化,最后通过沉降而从大气中除去。进入同温层的氚也逐渐移入对流层,通过沉降,最后出现在海洋和内陆水中。在地下核爆炸时,HT和HTO的比值取决于爆炸环境中铁和水的浓度。HT的上限值一般取为1%。
燃料中的裂变和中子活化反应生成氚的主要反应式为:
235U+n→3H+X+Y (2)
在碳化硼控制棒中发生反应:
7Li(n,nα)3H (3)
一根控制棒十五年间的平均产量约为3.5×1011Bq·MW-1·a-1。在冷却剂中,氚由由氕、硼、锂等活化产生。反应式如下:
6Li(n,α)3H (4)
2H+n→3H (5)
10B(n,2α)3H (6)