3-82  大容量贮氘氚铀床的研制

熊义富  桑  革  敬文勇

为了满足重水提氚中大量氘氚气体的安全贮存与转运，设计并加工了大容量氘氚铀床并对其进行了贮氘氚性能的测试。

贮氘氚容器设计为双包壳结构，包壳夹层抽空以防止热辐照及氚的意外泄漏或渗透染等。主体贮氘氚铀床装铀量为4.925 kg，为了让床体有较好的吸放氢速率，将铀块平均为21份，每块小铀块的质量为235 g。小铀块间用铜栅隔开，这样可以增加床体的传热效率，气路设计为流通式。床体用厚为4 mm的1Cr18Ni9Ti不锈钢管制备，床体两端有不锈钢过滤片，床体有3个陶瓷加热片，每个陶瓷加热片的功率为1 kW。床体周围贴6个热耦片，中间部分4个，上下端各1个。

将装料后的铀床焊封后，接入铀床活化系统并冷抽至10 Pa，加热至573 K，热抽至10 Pa并保持4 h后，用检漏仪进行真空和压力检漏。结果表明，在真空条件下，铀床的漏率为5.6×10^-9 Pa×m³×s^-1；当铀床充He至0.5 MPa时，7.2×10^-9 Pa×m³×s^-1，当铀床充He至0.3 MPa时，6.8×10^-9 Pa×m³×s^-1。同时，在实验过程中对次级包装容器进行了真空和压力检漏。将检漏好的铀床装入次级容器并用不锈钢螺栓紧固密封后，接入铀床活化系统并用真空泵抽空至50 Pa，在此压力下保压30 min，压力无明显变化。将次级容器充Ar至0.5 MPa，并在此压力下保压5 h，压力也无明显变化。

铀床吸氢容量的稳定性是考核大容量贮氘氚铀床的一个重要指标。实验中将活化好的铀床经过不同的吸放氢后，测定其吸氢容量的变化。结果表明，经过多次吸放氢循环后，铀床的吸氢容量无明显的变化，且吸氢效率均大于95%，说明铀床吸氢容量的稳定性比较好。

大容量气体贮氘氚铀床的吸氢速率是一个比较重要的技术指标。为了检验大容量贮氘氚铀床的吸氢速率，实验中将活化好的铀床接入铀床活化系统并与200 L的贮气罐相连。结果表明，当贮气罐初压为0.5 MPa时，吸氢时间为20 min，吸氢容量可以达到理论容量的50%，吸氢时间为50 min，吸氢容量可达理论容量的90%；当贮气罐初压为0.3 MPa时，吸氢时间为30 min，吸氢容量可达理论容量的50%，吸氢60 min，吸氢容量可以达到理论容量的90%。这说明，铀床的吸氢速率是比较快的。