The invention discloses a lower than 3 helium gas purification device and purification method, the purification device comprises a vacuum pump and connected in series into a closed loop of the palladium alloy spiral pipe, gas storage tank and a circulating pump, closed loop connection of standard gas tank; palladium alloy spiral pipe is arranged on the furnace; vacuum pump through the sealing pipe respectively. And alloy spiral tube connecting pipe between the closed loop and the palladium alloy spiral pipe are respectively provided with a first valve and a second valve vacuum pump with closed loop and palladium. The present invention purification method includes: the entire purification device of pipeline and valve junction leakage treatment; helium 3 raw gas and excess gas purifying device for introducing hydrogen, helium 3 feed gas isotope dilution analysis; tritium content sampling device; if required, will be finished 3 helium gas into a gas storage tank in. The invention is low than 3 helium gas purification device and purification method, can efficiently obtain the helium and tritium concentration low gas 3.
【技术实现步骤摘要】
一种低比放氦-3气体净化装置和净化方法
本专利技术涉及核技术应用
,特别是涉及一种低比放氦-3气体净化装置和净化方法。
技术介绍
氦-3是自然界中氦的两种稳定性同位素之一,在自然界的存量极少,自然氦气中的原子丰度仅为0.000137%。目前所用的氦-3一般来源于氚的衰变,而氚是核反应堆的产物,同时也是氢弹的主要成分。因此,氦-3的来源极其有限,远远不能满足当前应用与研究的需求。据ADRIANCHO2009年在美国科学杂志撰文报道,在过去的5年内,氦-3主要应用于中子探测器和中子散射领域。2002年,美国国土安全部和能源部(DOE)开始配备几千台“充氦-3的中子探测器”,以防止放射性材料钚的走私。据DOE数据,美国对氦-3的需求将很快增至每年65,000L,而氦-3气体的供应量将只有每年10,000~20,000L。氦-3气体也用于大型中子散射设施,如日本Tokai新建的日本质子加速器(JapanProtonAcceleratorResearchComplex),预计在未来的6年里,为保证它的正常运行,需氦-3约10万升。否则,这台耗资15亿美元的设施其作用将得不到充分发挥。在低温物理方面,对氦-3的需求主要是为新构建的稀释制冷机充填制冷工作物质。这类需求量大约是每年2500~4500L。目前,许多关于量子计算机和纳米科学的实验,要求在(稀释制冷机提供的)100mK以下的低温环境进行。氦-3还用于医疗领域的磁共振成像,当患者将氦-3气体吸入肺部时,成像给出的用于诊断的信息将大大增加。由于氦-3应用广泛,且主要来源于氚衰变,而氚是具有放射性的氢同位素,为 ...
【技术保护点】
一种低比放氦‑3气体净化装置,其特征在于:包括钯合金螺旋管(1)、气体储存罐(2)、循环泵(3)和真空泵(4),所述钯合金螺旋管(1)、所述气体储存罐(2)和所述循环泵(3)通过密封管道串联成闭合回路,所述闭合回路上连接气体标准罐(6);所述钯合金螺旋管(1)上设置有电炉(7);所述真空泵(4)通过密封管道分别与所述闭合回路和所述钯合金螺旋管(1)连接,所述真空泵(4)与所述闭合回路和所述钯合金螺旋管(1)之间的密封管道上分别设置有第一阀门(8)和第二阀门(9)。
【技术特征摘要】
1.一种低比放氦-3气体净化装置,其特征在于:包括钯合金螺旋管(1)、气体储存罐(2)、循环泵(3)和真空泵(4),所述钯合金螺旋管(1)、所述气体储存罐(2)和所述循环泵(3)通过密封管道串联成闭合回路,所述闭合回路上连接气体标准罐(6);所述钯合金螺旋管(1)上设置有电炉(7);所述真空泵(4)通过密封管道分别与所述闭合回路和所述钯合金螺旋管(1)连接,所述真空泵(4)与所述闭合回路和所述钯合金螺旋管(1)之间的密封管道上分别设置有第一阀门(8)和第二阀门(9)。2.根据权利要求1所述的低比放氦-3气体净化装置,其特征在于:所述钯合金螺旋管(1)两端的密封管道上分别设置有第三阀门(10)和第四阀门(11),所述循环泵(3)两端的密封管道上分别设置有第五阀门(12)和第六阀门(13),所述密封管道与所述气体标准罐(6)之间的密封管道上设置有第七阀门(14),所述气体储存罐(2)两端的密封管道上分别设置有第八阀门(15)和第九阀门(16)。3.根据权利要求1所述的低比放氦-3气体净化装置,其特征在于:还包括一气体储存罐支路(5),所述气体储存罐支路(5)一端与所述第八阀门(15)和第三阀门(10)之间的密封管道连接,另一端与所述第九阀门(16)和第五阀门(12)之间的密封管道连接,所述气体储存罐支路(5)上设置有第十阀门(17)。4.一种低比放氦-3气体净化方法,其特征在于包括如下步骤:a、净化工艺系统的预处理:对整个净化装置的管道及阀门连接处检漏处理;b、钯合金螺旋管渗透净化:将氦-3...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴文清,石岩,罗德礼,熊义富,敬文勇,秦城,蔚勇军,常元庆,魏英,刘雨廷,杨飞龙,张光辉,
申请(专利权)人:中国工程物理研究院材料研究所,
类型:发明
国别省市:四川,51
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