本發(fā)明涉及氫同位素提取，具體是指一種液態(tài)金屬偏濾器滯留氫同位素的連續(xù)滲透提取裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著時(shí)代的發(fā)展，化石能源越來(lái)越難以滿足人類對(duì)于能源的終極追求，可再生能源與核能是解決人類能源問(wèn)題的最優(yōu)解，而其中核能又以其可以不受時(shí)間和地域限制的優(yōu)點(diǎn)，獲得了大范圍的關(guān)注。為了進(jìn)一步了解可控核聚變的奧秘，一大批托卡馬克聚變裝置在世界各地建成，而聚變裝置運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的高熱負(fù)荷和高等離子體通量對(duì)聚變裝置內(nèi)的面向等離子體材料提出了較高的要求。流動(dòng)液態(tài)金屬以其熱導(dǎo)率高、操作壓低、氚循環(huán)提取簡(jiǎn)單、自修復(fù)能力強(qiáng)以及具有蒸汽屏蔽效用等優(yōu)勢(shì)，逐漸成為了許多研究人員所選擇的面向等離子體材料。氘氚聚變是現(xiàn)有條件下最易發(fā)生的聚變反應(yīng)，聚變堆中能否維持燃料氘、氚自持與增殖是關(guān)乎聚變堆長(zhǎng)時(shí)間且穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件之一，但是，氘、氚極易在面向等離子體部件上發(fā)生滲透滯留行為，這對(duì)聚變的經(jīng)濟(jì)性與安全性問(wèn)題都提出了極大的考驗(yàn)。因此，為了更好的解決這一問(wèn)題，就需要對(duì)聚變堆中氘、氚在面向等離子體材料中的滲透行為進(jìn)行系統(tǒng)地研究。目前在該研究方向上，相關(guān)研究人員主要分別針對(duì)氫及其同位素在固態(tài)金屬或者液態(tài)金屬中的滲透滯留行為進(jìn)行了系統(tǒng)研究，但在聚變裝置中，液態(tài)金屬常覆蓋在固態(tài)結(jié)構(gòu)材料上，因此為了更好的適應(yīng)此組合結(jié)構(gòu)，提出了一種液態(tài)金屬偏濾器滯留氫同位素的連續(xù)滲透提取裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種液態(tài)金屬偏濾器滯留氫同位素的連續(xù)滲透提取裝置。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

3、一種液態(tài)金屬偏濾器滯留氫同位素的連續(xù)滲透提取裝置，包括手套箱和直線等離子體裝置，所述的手套箱的下端連通有鋰罐一，所述的鋰罐一的下端通過(guò)管道連接有毛細(xì)多孔靶板且毛細(xì)多孔靶板位于直線等離子體裝置內(nèi)，所述的毛細(xì)多孔靶板連通滲透腔室，所述的滲透腔室內(nèi)安裝有滲透靶，所述的滲透腔室通過(guò)管路連通鋰罐二，所述的鋰罐二和鋰罐一之間連通有鋰流動(dòng)通道的鋰管。

4、優(yōu)選地，所述的滲透腔室上連通有質(zhì)譜儀和分子泵。

5、優(yōu)選地，所述的鋰罐二上安裝有真空計(jì)管道且真空計(jì)管道上安裝有真空計(jì)。

6、優(yōu)選地，所述的鋰罐一和毛細(xì)多孔靶板、滲透腔室和鋰罐二、鋰罐二和鋰罐一之間的通道連接有鋰閥。

7、優(yōu)選地，所述的毛細(xì)多孔靶板包括內(nèi)具空腔的靶板塊，所述的靶板塊的上端通過(guò)管道連通鋰罐一，所述的靶板塊的側(cè)面通過(guò)管道連通滲透腔室，所述的靶板塊的側(cè)面開(kāi)設(shè)毛細(xì)孔，所述的靶板塊內(nèi)且位于連通鋰罐一管道的正下發(fā)安裝有隔塊，所述的隔塊內(nèi)具空腔且下端開(kāi)設(shè)連通孔且連通孔連通靶板塊的空腔，所述的隔塊的一側(cè)和連通滲透腔室的管道連通。

8、優(yōu)選地，所述的滲透靶內(nèi)安裝有液態(tài)金屬流通管道，所述的液態(tài)金屬流通管道的下端安裝有滲透膜且液態(tài)金屬流過(guò)滲透膜，氫同位素在密度驅(qū)動(dòng)下，進(jìn)入滲透膜滲透膜，到達(dá)下段高真空腔室，被抽取收集。

9、優(yōu)選地，所述的液態(tài)金屬流通管道連通毛細(xì)多孔靶板和鋰罐二。

10、優(yōu)選地，所述的鋰罐一的高度高于鋰罐二。

11、優(yōu)選地，所述的鋰罐二上安裝有抽真空管道。

12、采用以上結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

13、本發(fā)明通過(guò)鋰首先通過(guò)手套箱裝進(jìn)去，進(jìn)入到儲(chǔ)鋰罐一，在進(jìn)入直線等離子體裝置，模擬聚變堆偏濾器氫同位素等離子體環(huán)境的，多孔毛細(xì)靶板作為液態(tài)金屬的流動(dòng)靶板，使液態(tài)金屬在這里與氫等離子體相互作用，流進(jìn)滲透靶，經(jīng)過(guò)質(zhì)譜儀提取滲透進(jìn)去的氫同位素。最終流進(jìn)鋰罐二進(jìn)行存儲(chǔ)。然后通過(guò)氬氣把鋰罐二的鋰壓到鋰罐一，完成一次循環(huán)，周而復(fù)始，形成連續(xù)運(yùn)行。且操作簡(jiǎn)單、效果明顯、時(shí)間短，其對(duì)于在氫同位素的提取過(guò)程中，降低氫同位素的滲透損失，提高安全系數(shù)，及對(duì)于環(huán)境的保護(hù)，促進(jìn)氫同位素燃料技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和進(jìn)步意義。

14、上述概述僅僅是為了說(shuō)明書(shū)的目的，并不意圖以任何方式進(jìn)行限制。除上述描述的示意性的方面、實(shí)施方式和特征之外，通過(guò)參考附圖和以下的詳細(xì)描述，本發(fā)明進(jìn)一步的方面、實(shí)施方式和特征將會(huì)是容易明白的。

技術(shù)特征：

1.一種液態(tài)金屬偏濾器滯留氫同位素的連續(xù)滲透提取裝置，包括手套箱(3)和直線等離子體裝置(1)，其特征在于，所述的手套箱(3)的下端連通有鋰罐一(2)，所述的鋰罐一(2)的下端通過(guò)管道連接有毛細(xì)多孔靶板(9)且毛細(xì)多孔靶板(9)位于直線等離子體裝置(1)內(nèi)，所述的毛細(xì)多孔靶板(9)連通滲透腔室(6)，所述的滲透腔室(6)內(nèi)安裝有滲透靶(13)，所述的滲透腔室(6)通過(guò)管路連通鋰罐二(5)，所述的鋰罐二(5)和鋰罐一(2)之間連通有鋰流動(dòng)通道的鋰管(4)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液態(tài)金屬偏濾器滯留氫同位素的連續(xù)滲透提取裝置，其特征在于：所述的滲透腔室(6)上連通有質(zhì)譜儀(10)和分子泵(8)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液態(tài)金屬偏濾器滯留氫同位素的連續(xù)滲透提取裝置，其特征在于：所述的鋰罐二(5)上安裝有真空計(jì)管道(11)且真空計(jì)管道(11)上安裝有真空計(jì)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液態(tài)金屬偏濾器滯留氫同位素的連續(xù)滲透提取裝置，其特征在于：所述的鋰罐一(2)和毛細(xì)多孔靶板(9)、滲透腔室(6)和鋰罐二(5)、鋰罐二(5)和鋰罐一(2)之間的通道連接有鋰閥(12)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液態(tài)金屬偏濾器滯留氫同位素的連續(xù)滲透提取裝置，其特征在于：所述的毛細(xì)多孔靶板(9)包括內(nèi)具空腔的靶板塊(901)，所述的靶板塊(901)的上端通過(guò)管道連通鋰罐一(2)，所述的靶板塊(901)的側(cè)面通過(guò)管道連通滲透腔室(6)，所述的靶板塊(901)的側(cè)面開(kāi)設(shè)毛細(xì)孔(902)，所述的靶板塊(901)內(nèi)且位于連通鋰罐一(2)管道的正下發(fā)安裝有隔塊(903)，所述的隔塊(903)內(nèi)具空腔且下端開(kāi)設(shè)連通孔(904)且連通孔(904)連通靶板塊(901)的空腔，所述的隔塊(903)的一側(cè)和連通滲透腔室(6)的管道連通。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液態(tài)金屬偏濾器滯留氫同位素的連續(xù)滲透提取裝置，其特征在于：所述的滲透靶(13)內(nèi)安裝有液態(tài)金屬流通管道(13.1)，所述的液態(tài)金屬流通管道(13.1)，的下端安裝有滲透膜(13.2)且液態(tài)金屬流過(guò)滲透膜(13.2)，氫同位素在密度驅(qū)動(dòng)下，進(jìn)入滲透膜(13.2)，到達(dá)下段高真空腔室，被抽取收集。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種液態(tài)金屬偏濾器滯留氫同位素的連續(xù)滲透提取裝置，其特征在于：所述的液態(tài)金屬流通管道連通毛細(xì)多孔靶板(9)和鋰罐二(5)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液態(tài)金屬偏濾器滯留氫同位素的連續(xù)滲透提取裝置，其特征在于：所述的鋰罐一(2)的高度高于鋰罐二(5)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液態(tài)金屬偏濾器滯留氫同位素的連續(xù)滲透提取裝置，其特征在于：所述的鋰罐二(5)上安裝有抽真空管道。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種液態(tài)金屬偏濾器滯留氫同位素的連續(xù)滲透提取裝置，屬于氫同位素提取技術(shù)領(lǐng)域，包括手套箱、直線等離子體裝置、鋰罐一、毛細(xì)多孔靶板和滲透靶，本發(fā)明通過(guò)鋰首先通過(guò)手套箱裝進(jìn)去，進(jìn)入到儲(chǔ)鋰罐一，進(jìn)入直線等離子體裝置，模擬聚變堆偏濾器氫同位素等離子體環(huán)境的，使液態(tài)金屬在這里與氫等離子體相互作用，流進(jìn)滲透靶，經(jīng)過(guò)質(zhì)譜儀提取滲透進(jìn)去的氫同位素。最終流進(jìn)鋰罐二進(jìn)行存儲(chǔ)。然后通過(guò)氬氣把鋰罐二的鋰壓到鋰罐一，完成一次循環(huán)，周而復(fù)始，形成連續(xù)運(yùn)行。且操作簡(jiǎn)單、效果明顯、時(shí)間短，其對(duì)于在氫同位素的提取過(guò)程中，降低氫同位素的滲透損失，促進(jìn)氫同位素燃料技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和進(jìn)步意義。

技術(shù)研發(fā)人員：葉宗標(biāo),芶富均,陳波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19