氫-水同位素催化交換速率及過(guò)程模擬的研究進(jìn)展

王 然，陳曉軍，辛 峰

1.中國(guó)工程物理研究院 核物理與化學(xué)研究所，四川 綿陽(yáng) 621900; 2.天津大學(xué) 化工學(xué)院，天津 300350

氫-水同位素催化交換速率及過(guò)程模擬的研究進(jìn)展

王 然1,2，陳曉軍1,*，辛 峰2

1.中國(guó)工程物理研究院 核物理與化學(xué)研究所，四川 綿陽(yáng) 621900; 2.天津大學(xué) 化工學(xué)院，天津 300350

氫-水同位素催化交換在處理ITER聚變堆廢水以及核裂變反應(yīng)堆重水升級(jí)方面具有應(yīng)用前景。該交換過(guò)程及核心設(shè)備催化交換塔的模型化研究，對(duì)工藝和工程優(yōu)化設(shè)計(jì)具有十分重要的意義。本文重點(diǎn)介紹了氫-水同位素催化交換過(guò)程模擬的研究進(jìn)展，討論了同位素催化交換速率的計(jì)算方式以及吸收塔模型和滴流床模型在同位素催化交換過(guò)程模擬中的應(yīng)用，探討了氫-水同位素催化交換過(guò)程模擬今后的研究方向。通過(guò)各類模型的比較，滴流床模型被認(rèn)為在催化交換過(guò)程模擬中有良好應(yīng)用前景。氫-水同位素催化交換機(jī)理及速率計(jì)算方法和催化交換塔模型化等方面有待進(jìn)一步研究。

同位素分離；氫同位素；催化交換；模擬

聚變反應(yīng)堆和裂變聚變混合反應(yīng)堆的運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量含氚廢水，以重水為反射層的反應(yīng)堆中氚也會(huì)在重水中累積[1-3]。從反應(yīng)堆運(yùn)行、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)效益等角度考慮，通過(guò)氫同位素分離進(jìn)行廢水處理是必要的。目前，采用的方法有低溫精餾、熱擴(kuò)散、催化交換等[3-4]。

采用氫-水同位素催化交換進(jìn)行氫同位素分離的工藝相較于傳統(tǒng)工藝有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)[5]。氫-水同位素催化交換作為一種有前景的重水升級(jí)處理方法受到研究者關(guān)注[6-7]?！?br>