[发明专利]一种基于累积释放份额确定氚扩散系数的方法

权利要求书

1.一种基于累积释放份额确定氚扩散系数的方法，其特征在于，所述方法为：

S1、加热球形多孔介质材料样品，使其中扩散释放的HT、T₂和CH₃T对应氧化为HTO、T₂O和CO₂，将HTO、T₂O滞留于蒸馏水样液中；

S2、在某一时间段0-t_j内，其中t_j0，实验测量开始的初始点设置为0时刻，将其分为多个时间段对应测量上述位于蒸馏水样液中HTO、T₂O内氚的活度，将多个时间段累积释放的氚数值相加即得到截止时间点t_j从待测样品中累积释放的氚活度数值A(t_j)[Bq]，与球形多孔介质材料样品中氚的初始总含量A₀之比即为该时间点t_j上对应的累积氚释放份额F(t_j)；

其中R为球形多孔介质材料样品的半径[m]，D为扩散系数[m²/s]，π为圆周率常数,A₀为球形多孔介质材料样品中氚活度的初始总含量[Bq]，t_j为实验中某一次活度测量对应的时刻[s]，A(t_j)为t_j时刻对应的从待测样品中累积释放的氚活度数值[Bq]，F(t_j)为t_j时刻从球形多孔介质材料样品中氚的累积释放份额；

S3、根据在某一温度下实验测量的一系列的时间点t_j及对应的累积氚释放份额F(t_j)，即一组(t_j,F(t_j))数据，利用氚的累积释放份额F(t_j)的公式拟合出此温度下氚在此种球形多孔介质材料样品中最佳的扩散系数D的数值；

S4、改变球形多孔介质材料加热温度并重复上述S1至S3过程，可得到一系列的温度数值及在该温度下对应的氚在球形多孔介质材料中扩散系数的测量数值，即一组(T,D)数据,再利用Arrhenius公式拟合得到扩散系数一般表达式在相应实验温度范围内的关键参数：扩散频率因子D₀[m²/s]和扩散激发能Q[J/mol]，也即确定了相应温度范围内氚在此种球形多孔介质材料中扩散系数的一般表达式；

其中R_g为理想气体常数，值为8.314[J/(mol·K)]，T为温度[K]；

上述通过由球形多孔介质材料样品中确定的扩散系数表达式，即为所述球形多孔介质材料样品中上述加热温度范围的氚的扩散系数的一般表达式。

2.根据权利要求1所述的一种基于累积释放份额确定氚扩散系数的方法，其特征在于，所述球形多孔介质材料样品的加热温度为300-1400℃。

3.根据权利要求1所述的一种基于累积释放份额确定氚扩散系数的方法，其特征在于，多孔介质材料样品加热中扩散出来的HT、T₂和CH₃T，通过加入固体催化氧化装置氧化成HTO、T₂O和CO₂、HTO。