Устройство для сорбции, хранения и освобождения изотопов водорода Советский патент 1991 года по МПК C01B4/00 B01D53/02 

Ё

Изобретение относится к устройствам для выделения и хранения изотопов водорода и может быть использовано при получении трития и дейтерия. Цель изобретения - освобождение изотопов водорода при постоянном давлении. Предлагаемое устройство включает два контейнера с газопоглотительными материалами, в одном контейнере материал имеет линейную изотермическую сорбционную характеристику, а в дополнительном - нелинейную изотермическую сорбционную характеристику. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для выделения и хранения изотопов водорода и может быть использовано при получении трития и дейтерия.

Цель изобретения - освобождение изотопов водорода при постоянном давлении.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид.

Устройство для сорбции, хранения и освобождения изотопов водорода включает емкость 1 с источником изотопа водорода низкого давления, имеющего парциальное давление примерно 10 -10 Па, контейнер 2, заполненный неиспаряемым газопоглотительным материалом, имеющим изотермическую сорбционную характеристику, и дополнительный контейнер 3, заполненный газопоглотительным материалом, имеющим нелинейную сорбционную характеристику

Насосная система, содержащая форвакуум- ный насос 4 (ротационного типа) и турбомо- лекулярный насос 5, подсоединена к контейнерам 2 и 3.

В устройстве предусмотрен резервуар 6 для хранения изотопов водорода. Клапана 7-11 соединяют контейнера 2 и 3 соответственно с насосами 4 и 5, между собой, с емкостью 1 и резервуаром 6. В качестве наиболее приемлемого неиспаряемого материала для контейнера 2 могут быть использованы такие материалы, которые обладают способностью постоянно сорбировать активные газы и реверсивно сорбировать изотопы водорода при низких давлениях в соответствии с линейной изотермической сорбционной характеристикой Предпочтительными являются материалы, которые сорбируют изотопы (Л 00

ioo

00

I

со

дорода до концентрации 3x10 . кг около 25°С и при равновесном давлении 40 3 Па. Таким требованиям удовлетворяют материалы, выбранные из группы, включающей сплав Zr-AI, сплавы Zr-Fe, сплавы , в которых Mi выбирается из группы, содержащей 1Mb и V , а Мг - из группы, содержащей Fe и N1 .Газопоглотительный материал в дополнительном контейнере 3 должен иметь нелинейную изотермическую сорбционную характеристику и при температуре окружающей среды должен сорбировать изотопы водорода, освобождаемые при нагреве газопоглотительного материала в контейнере 2, а сам освобождает изотопы водорода при нагревании при постоянном давлении, которое выше давления, при котором освобождается изотоп водорода из газопоглотительного материала в контейнере 2. Наиболее типич- ным таким материалом являются сплавы Zr- и сплавы La-Ni-AI.

Устройство работает следующим образом.

Загрязненный, например, тритий с со- держанием около одного процента кислорода и около одного процента азота находит ся в емкости 1.В контейнере 2 находится газопоглотительный материал, например сплав в виде микрочастиц следующего состава, % Zr 62; V 30 и Fe 8. В дополнительном контейнере 3 находится сплав в виде микрочастиц следующего состава, %: Zr 50; V 25 и Fe 25. Включают в работу насосы 4 и 5. При открытом клапане 10 находящийся в кон- гейнере 2 неиспаряемый газопоглотительный материал сорбирует активные газы и реверсивно сорбирует изотопы водорода

при температуре окружающей среды и низком давлении в соответствии с изотермической сорбционной характеристикой до равновесного давления изотопа водорода в этом материале. Закрывают клапан 10, открывают клапан 9, затем нагревают («8000С} контейнер 2 для активации находящегося в нем газопоглотительного материала, после чего находящийся в дополнительном контейнере 3 газопоглотительный материал при температуре окружающей среды сорбирует изотоп водорода. Закрывают клапан 9 и открывают клапан 11, нагревают дополнительный контейнер 3 (200°С) для освобождения изотопа водооода пои относительно постоянном давлении примерно 10 5 Па. Чистый тритий вводится через клапан 11 в резервуар 6.

Формула изобретения Устройство для сорбции, хранения и освобождения изотопов водорода, содержащее емкостью источником изотопов водорода при низком давлении, контейнер с сорбентом, соединенный с вакуумным насосом, и резервуар для хранения выделенных изотопов водорода, отличающееся тем, что, с целью освобождения изотопов водорода при постоянном давлении, устройство снабжено дополнительным контейнером с сорбентом, имеющим нелинейную изотермическую сорбционную характеристику, расположенным между резервуаром для хранения выделенных изотопов и контейнером с сорбентом, соединенным с ними трубопроводом с клапанами расхода газа, а сорбент в контейнере имеет линейную изотермическую сорбционную характеристику.

Т