Введение
Глава 1. Обзор литературы 11
1.1. Образование трития и методы его изотопного извлечения и концентрирования 11
1.2. Разделение изотопов водорода в системе молекулярный водород -твердая фаза 18
1.2.1. Основные особенности системы молекулярный водород - твердая фаза 13
1.2.2. Способы разделения изотопов в системе водород - твердая фаза 24
1.3 Сорбционная откачка и перекачка изотопов водорода 28
1.4. Адсорбция изотопов водорода синтетическими цеолитами 34
1.4.1. Изотермы адсорбции изотопов водорода на цеолитах. Теплоты адсорбции 36
1.4.2. Коэффициенты разделения изотопов водорода при адсорбции на цеолитах 43
1.4.3. Кинетика межфазного изотопного обмена в системе водород-цеолиты 49
Глава 2. Изучение фазового равновесия изотопов водорода при адсорбции на цеолитах 55
2.1. Краткая характеристика использованных адсорбентов и адсорбатов 55
2.2. Методика получения изотерм адсорбции 57
2.3. Фазовое равновесие изотопов водорода на цеолите СаЕТ-4В 59
2.3.1. Изотермы адсорбции протия и дейтерия при температуре 77 К 59
2.3.2. Уравнение адсорбции изотопов водорода на цеолите СаЕТ-4В 61
2.3.3. Влияние температуры регенерации на сорбционную емкость цеолита СаЕТ-4В по водороду 65
2.4.1. Теплота адсорбции протия и дейтерия на цеолите СаЕТ-4В 65
2.4. Фазовое равновесие протия и дейтерия на цеолитах NaA и NaX 68
Глава 3. Исследование криоадсорбционнои откачки изотопов водорода синтетическими цеолитами 72
3.1. Конструктивные особенности испытанных адсорберов и методика изучения теплофизических и адсорбционных характеристик протяженных слоев цеолита 73
3.2. Изучение откачки водорода криоадсорбцией на цеолитах 78
3.2.1. Определение равновесного давления в системе в процессе вакуумирования небольших объектов цеолитовыми адсорберами различных видов 78
3.2.2. Результаты испытания модели адсорбционного насоса 80
3.2.3. Испытания экспериментального криоадсорбционного насоса 84
3.2.4. Адсорбционная емкость сорбента при криооткачке водорода 87
3.3. Изучение теплофизических характеристик слоя цеолита СаЕТ-4В 88
Глава 4. Исследование изотопного равновесия в системе водород - цеолиты 92
4.1. Методика изучения изотопного равновесия 92
4.1.1. Схемы экспериментальных установок и методика проведения экспериментов 92
4.1.2. Методы изотопного анализа водорода 95
4.1.3. Методика расчета коэффициентов разделения 96
4.2. Результаты исследования изотопных эффектов в системе водород - цеолиты 97
4.2.1. Коэффициенты разделения изотопов водорода на цеолитах NaA и СаЕТ-4В при температуре жидкого азота 97
4.2.2. Температурная зависимость коэффициентов разделения изотопов водорода в системе водород - цеолит NaA 99
4.2.3. Влияние давления на изотопное равновесие в системе водород -цеолиты 104
Глава 5. Исследование кинетики межфазного изотопного обмена в системе водород - цеолиты 108
5.1. Методика изучения кинетики межфазного изотопного обмена 108
5.1.1. Описание экспериментальных установок и порядка проведения экспериментов 108
5.1.2. Методика расчета величин высоты единицы переноса 111
5.2. Результаты изучения кинетики изотопного обмена в системе водород -цеолиты 113
5.3. Оптимальная температура разделения изотопов в системе водород -цеолиты 120
Глава 6. Пути практического использования адсорбции изотопов водорода синтетическими цеолитами 122
6.1. Очистка замедлителя тяжеловодных реакторов от трития 122
6.2. Использование адсорбции на цеолитах при отборе тритиевого концентрата из колонны разделения изотопов водорода низкотемпературной ректификацией 125
6.3. Оценка параметров секционированной колонны для концентрирования трития в системе водород - цеолиты 128
6.4. Использование адсорбции водорода на цеолитах в системе безопасности (системе эвакуации) установки изотопной очистки тяжелой воды реактора ПИК 130
Выводы 137
Литература 140
Приложение 154
