空氣氚個體防護的高效氚過濾方法研究

《空氣氚個體防護的高效氚過濾方法研究》是依託蘇州大學，由文萬信擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：空氣氚個體防護的高效氚過濾方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：文萬信
• 依託單位：蘇州大學

項目摘要

氚是低毒放射性核素，但卻是核設施向工作場地和環境釋放的活度最大的人工核素,其對輻射工作人員與公眾產生的內照射劑量及健康危害的研究在國際上日益受到重視。隨著積極發展核電政策的實施及核能核技術的其它套用，國內氚職業照射人群不斷擴大，加強氚致內照射防護研究有著急迫的現實需求。氚濃度較高的工作場地空氣中99％的氚為氣態氚化水HTO分子，而工作人員體內氚的關鍵攝入途徑為呼吸，項目擬探索呼吸過程HTO的過濾與去除新技術與方法。目前國內外最常使用的空氣氚過濾器有分子篩過濾器與冰盒過濾器兩種，它們對HTO都有較強的過濾效果，但使用時間較短，一般不超過1小時,另外，還有其它缺點。水凝膠材料具有強吸水性能，可望製成氚過濾材料。項目擬研製無毒、強吸水、廉價、吸收一定水量後仍具有密集縫隙、呼吸氣流通暢、有效使用時間較長的凝膠材料的輻射製備方法與技術，並探索相關製備技術的理論與除氚機理。

結題摘要

氚是低毒放射性核素，但卻是核設施向工作場地和環境釋放的活度最大的人工核素,其對輻射工作人員與公眾產生的內照射劑量及健康危害的研究在國際上日益受到重視。隨著積極發展核電政策的實施及核能核技術的其它套用，國內氚職業照射人群不斷擴大，加強氚致內照射防護研究有著急迫的現實需求。氚濃度較高的工作場地空氣中99％的氚為氣態氚化水HTO分子，而工作人員體內氚的關鍵攝入途徑為呼吸。本項目主要研究內容是研製無毒、強吸水、廉價、吸收一定水量後仍具有密集縫隙、呼吸氣流通暢、有效使用時間較長的凝膠材料，並探索相關製備技術的理論與除氚機理。項目總計研發了三種新型的吸附材料，並且對於現有的吸附材料性能進行了系統的表征，並搭建了一套氚化水的吸附測試裝置，可以準確的測量材料的吸附性能。最後根據實驗的數據對水凝膠材料的吸附原理進行了一定的分析。實驗結果顯示：水凝膠材料可以有效吸附氚化水，並且可以實現無毒、舒適的要求，但是結構容易發生坍塌，影響氣流的通過；而引入碳納米管或石墨烯可以有效的提高水凝膠的強度，可以在吸附氚化水後依然保持良好的結構框架，維持氣流的通暢，並且可以提高材料的比表面積，更好提高材料的吸附性能。其中合成的碳納米管複合水凝膠材料顯示出比較突出的氚化水持續吸附能力，並且具有比表面積高，吸附能力強的性能，可滿足現階段防護材料的要求。另外機理分析顯示，水凝膠材料對氚化水的吸附能力，不僅僅是物理吸附，還包括同位素交換效應，這對於後期氚化水吸附材料的製備具有重要的借鑑意義。