[发明专利]一种聚变‑裂变混合堆聚变靶室产物的处理方法

摘要

本发明提供了一种聚变‑裂变混合堆聚变靶室产物的处理方法，所述方法主要包括氧化、冷凝‑气液分离、低温吸附、熔融‑鼓泡、常温吸附、金属还原、钯膜分离等单元。通过在聚变靶室中引入氧元素将剩余的氘氚氧化为水的方式，避免了混合堆聚变靶室产物成分复杂且组成不明确的问题，简化了处理源项及氘氚回收工艺流程。针对气态和固态产物，采用不同的处理技术，保证了较高的氘氚燃料回收效率。此外，本发明的聚变‑裂变混合堆聚变靶室产物的处理方法中，大量Ar气可循环使用，节约了成本。采用本发明的聚变‑裂变混合堆聚变靶室产物的处理方法，对剩余氘氚燃料的回收率达到95%以上，能够满足聚变‑裂变混合堆氚“自持”以及安全、经济、环保等方面的要求。

主权项

一种聚变‑裂变混合堆聚变靶室产物的处理方法，包括以下步骤，1a. 氧化在聚变靶室中引入氧元素，将剩余的氘氚全部氧化为水蒸汽，同时产生气态产物、固体粉末或气溶胶；1b. 冷凝‑气液分离聚变靶室中产生的气态产物从靶室中抽出以后，在低温下进行冷凝及气液分离，得到液体Ⅰ和尾气Ⅰ，液体Ⅰ包括HTO、HDO，进入金属还原单元，尾气Ⅰ包括Ar、CO2、He、和少量的HTO蒸汽、少量的HDO蒸汽；其特征在于，还包括以下步骤：1c. 低温吸附尾气Ⅰ进入低温吸附单元，经过吸附剂的吸附与解吸，得到液体Ⅱ、尾气Ⅱ、尾气Ⅲ，液体Ⅱ包括HTO、HDO，进入金属还原单元；尾气Ⅱ包括Ar，进入聚变靶室作为靶室氛围气体循环使用；尾气Ⅲ包括CO2、He，进入废气除氚系统进一步处理；1d. 熔融‑鼓泡聚变靶室中产生的固体粉末或气溶胶进入熔融‑鼓泡单元，在高温下通入气体，得到气体Ⅰ和液态金属，气体Ⅰ包括Ar、H2、HD、HT、H2O蒸汽、HDO蒸汽、HTO蒸汽，液态金属经高温过滤后浇注成型，重新作为可回收传输线部件使用；1e. 常温吸附气体Ⅰ进入常温吸附单元，经过吸附剂的吸附与解吸，得到液体Ⅲ和气体Ⅱ，液体Ⅲ包括H2O、HTO、HDO，进入金属还原单元，气体Ⅱ包括Ar、H2、HD、HT，进入钯膜分离单元；1f. 金属还原液体Ⅰ、液体Ⅱ、液体Ⅲ分别进入金属还原单元，在热金属作用下被还原为氢同位素单质，得到气体Ⅲ，气体Ⅲ包括H2、HT、HD，进入氢同位素分离系统；1g. 钯膜分离气体Ⅱ进入钯膜分离单元，得到气体Ⅳ和尾气Ⅳ，气体Ⅳ包括H2、HD、HT，进入氢同位素分离系统；尾气Ⅳ包括Ar，返回到熔融‑鼓泡单元作为载带气循环使用。