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：

1、隨著時代的發(fā)展，化石能源越來越難以滿足人類對于能源的終極追求，可再生能源與核能是解決人類能源問題的最優(yōu)解，而其中核能又以其可以不受時間和地域限制的優(yōu)點，獲得了大范圍的關注。為了進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，而聚變裝置運行過程中所產生的高熱負荷和高等離子體通量對聚變裝置內的面向等離子體材料提出了較高的要求。流動液態(tài)金屬以其熱導率高、操作壓低、氚循環(huán)提取簡單、自修復能力強以及具有蒸汽屏蔽效用等優(yōu)勢，逐漸成為了許多研究人員所選擇的面向等離子體材料。氘氚聚變是現有條件下最易發(fā)生的聚變反應，聚變堆中能否維持燃料氘、氚自持與增殖是關乎聚變堆長時間且穩(wěn)定運行的必要條件之一，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，這對聚變的經濟性與安全性問題都提出了極大的考驗。因此，為了更好的解決這一問題，就需要對聚變堆中氘、氚在面向等離子體材料中的滲透行為進行系統地研究。目前在該研究方向上，相關研究人員主要分別針對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行了系統研究，但在聚變裝置中，液態(tài)金屬常覆蓋在固態(tài)結構材料上，因此為了更好的適應此組合結構，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。

技術實現思路

1、本發(fā)明要解決上述技術問題，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、為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的技術方案為：

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管道連接有毛細多孔靶板且毛細多孔靶板位于直線等離子體裝置內，所述的毛細多孔靶板連通滲透腔室，所述的滲透腔室內安裝有滲透靶，所述的滲透腔室通過管路連通鋰罐二，所述的鋰罐二和鋰罐一之間連通有鋰流動通道的鋰管。

4、優(yōu)選地，所述的滲透腔室上連通有質譜儀和分子泵。

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

6、優(yōu)選地，所述的鋰罐一和毛細多孔靶板、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，所述的毛細多孔靶板包括內具空腔的靶板塊，所述的靶板塊的上端通過管道連通鋰罐一，所述的靶板塊的側面通過管道連通滲透腔室，所述的靶板塊的側面開設毛細孔，所述的靶板塊內且位于連通鋰罐一管道的正下發(fā)安裝有隔塊，所述的隔塊內具空腔且下端開設連通孔且連通孔連通靶板塊的空腔，所述的隔塊的一側和連通滲透腔室的管道連通。

8、優(yōu)選地，所述的滲透靶內安裝有液態(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)金屬流過滲透膜，氫同位素在密度驅動下，進入滲透膜滲透膜，到達下段高真空腔室，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、采用以上結構后，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

13、本發(fā)明通過鋰首先通過手套箱裝進去，進入到儲鋰罐一，在進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，多孔毛細靶板作為液態(tài)金屬的流動靶板，使液態(tài)金屬在這里與氫等離子體相互作用，流進滲透靶，經過質譜儀提取滲透進去的氫同位素。最終流進鋰罐二進行存儲。然后通過氬氣把鋰罐二的鋰壓到鋰罐一，完成一次循環(huán)，周而復始，形成連續(xù)運行。且操作簡單、效果明顯、時間短，其對于在氫同位素的提取過程中，降低氫同位素的滲透損失，提高安全系數，及對于環(huán)境的保護，促進氫同位素燃料技術的發(fā)展和應用，具有重要的現實意義和進步意義。

14、上述概述僅僅是為了說明書的目的，并不意圖以任何方式進行限制。除上述描述的示意性的方面、實施方式和特征之外，通過參考附圖和以下的詳細描述，本發(fā)明進一步的方面、實施方式和特征將會是容易明白的。

技術特征：

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)的下端通過管道連接有毛細多孔靶板(9)且毛細多孔靶板(9)位于直線等離子體裝置(1)內，所述的毛細多孔靶板(9)連通滲透腔室(6)，所述的滲透腔室(6)內安裝有滲透靶(13)，所述的滲透腔室(6)通過管路連通鋰罐二(5)，所述的鋰罐二(5)和鋰罐一(2)之間連通有鋰流動通道的鋰管(4)。

2.根據權利要求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)上連通有質譜儀(10)和分子泵(8)。

3.根據權利要求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)上安裝有真空計管道(11)且真空計管道(11)上安裝有真空計。

4.根據權利要求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.根據權利要求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：所述的毛細多孔靶板(9)包括內具空腔的靶板塊(901)，所述的靶板塊(901)的上端通過管道連通鋰罐一(2)，所述的靶板塊(901)的側面通過管道連通滲透腔室(6)，所述的靶板塊(901)的側面開設毛細孔(902)，所述的靶板塊(901)內且位于連通鋰罐一(2)管道的正下發(fā)安裝有隔塊(903)，所述的隔塊(903)內具空腔且下端開設連通孔(904)且連通孔(904)連通靶板塊(901)的空腔，所述的隔塊(903)的一側和連通滲透腔室(6)的管道連通。

6.根據權利要求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)金屬流過滲透膜(13.2)，氫同位素在密度驅動下，進入滲透膜(13.2)，到達下段高真空腔室，被抽取收集。

7.根據權利要求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多孔靶板(9)和鋰罐二(5)。

8.根據權利要求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.根據權利要求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。

技術總結
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領域，包括手套箱、直線等離子體裝置、鋰罐一、毛細多孔靶板和滲透靶，本發(fā)明通過鋰首先通過手套箱裝進去，進入到儲鋰罐一，進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，流進滲透靶，經過質譜儀提取滲透進去的氫同位素。最終流進鋰罐二進行存儲。然后通過氬氣把鋰罐二的鋰壓到鋰罐一，完成一次循環(huán)，周而復始，形成連續(xù)運行。且操作簡單、效果明顯、時間短，其對于在氫同位素的提取過程中，降低氫同位素的滲透損失，促進氫同位素燃料技術的發(fā)展和應用，具有重要的現實意義和進步意義。

技術研發(fā)人員：葉宗標,芶富均,陳波
受保護的技術使用者：四川大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19