[发明专利]一种用于在线分析Ne中微量He、H2和杂质组分的气相色谱检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于气相色谱分析技术领域，具体涉及一种用于在线分析在Ne中微量He、H₂和杂质组分的气相色谱检测系统及方法。

背景技术

聚变能是未来能源的长期解决方案，能否实现商用化的关键技术之一是聚变堆氦冷固态产氚包层(TBM)的研究，其主要功能是实现能量转换、氚增殖及包容等离子体等。自然界中存在的氚量可以忽略不计，氚的制取基本上是人工方式来获得，故通过Li₄SiO₄、Li₂TiO₃等氚增殖陶瓷小球，在实现氚的增殖的能够同时实现能量转换。通过固态增殖剂在堆内辐照获得产氚率，需分别通过中子学验证Ne回路中⁴He(³T)产生率的测量和TBM提氚载气He回路中H₂(³T)提取效率的测量来完成。

为获得氚增殖剂材料(Li₄SiO₄、Li₂TiO₃)和中子倍增剂材料的辐照性能数据，为完成TBM中固态氚增殖剂的堆内辐照，对产氚率、氚居留等关键性能参数提供参考，为推广应用我国自主研发的聚变工程实验堆(CFETR)及涉氚系统关键技术，准确的掌握在线测试氚含量的技术尤为重要。

由于放射性元素氚具有强烈的吸附效应和记忆效应，传统的测试方法如电离室、正比计数管等，在测试完高浓度氚后会对低浓度氚的测量带来很大影响，难以准确定量，故需寻找一种氚记忆效应小，且能够在线准确测量氚含量的方法。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种用于在线分析Ne中微量He、H₂和杂质组分的气相色谱检测系统及方法，采用该系统和方法能在线、精确分析Ne中微量He、H₂组分和O₂、N₂、CH₄、CO杂质组分及He中H₂、O₂、N₂、CH₄、CO杂质组分的含量，简化了气体分析过程，减小了气体分析误差。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种用于在线分析Ne中微量He、H₂和杂质组分的气相色谱检测系统，包括第一阀路和第二阀路以及配套管路；第一阀路包括十通阀Ⅰ、定量管Ⅰ、定量管Ⅱ、第一预分离色谱柱、六通阀Ⅰ、第一分离色谱柱、六通阀Ⅱ、第二分离色谱柱、等离子发射检测器；第二阀路包括十通阀Ⅱ、定量管Ⅲ、第二预分离色谱柱、第三分离色谱柱、热导检测器；所述配套管路包括He载气导入总路、Ne载气导入总路、样气导入总路、载气导出管路、多余样气导出管路、等离子发射检测器排气管路和热导检测器排气管路，所述He载气导入管路通过调节阀组分成He载气第一、二、三、四导入支路，所述Ne载气导入管路通过调节阀分成Ne载气第一、二、三导入管路，所述样气导入总路通过调节阀分成样气第一导入支路和样气第二导入支路；其中，

所述十通阀Ⅰ的第一接口通过第一预分离色谱柱与六通阀Ⅰ的第六接口连接，十通阀Ⅰ的第二接口与He载气第一导入支路连接，十通阀Ⅰ的第三接口通过定量管Ⅰ与十通阀Ⅰ的第十接口连接，十通阀Ⅰ的第四接口与样气第一导入支路连接，十通阀Ⅰ的第五接口通过定量管Ⅱ与十通阀Ⅰ的第八接口连接，十通阀Ⅰ的第六接口与He载气第二导入支路连接，十通阀Ⅰ的第七接口通过第二分离色谱柱与所述六通阀Ⅱ的第四接口连接，十通阀Ⅰ的第九接口为放空口；

所述六通阀Ⅰ的第一接口通过第一分离色谱柱与所述六通阀Ⅱ的第一接口连接，六通阀Ⅰ的第二接口与He载气第三导入支路连接，六通阀Ⅰ的第三接口与其第五接口相连，六通阀Ⅰ的第四接口为放空口；

所述六通阀Ⅱ的第二接口与等离子发射检测器的进样口连接，六通阀Ⅱ的第三接口与其第五接口连接，六通阀Ⅱ的第六接口为放空口，并且六通阀Ⅱ的第二接口与等离子发射检测器的进样口之间的连接管路通过调节阀与He载气第四导入支路连接；