多元分离矩形级联最佳供料位置的确定

多元同位素分离理论是稳定同位素分离的理论基础。矩形级联具有机器种类少，连接简单等特点，适合分离种类多，小规模生产的稳定同位素。用矩形级联分离多元同位素，在外界参数不变的情况下，改变供料位置，目标同位素的产品丰度有较大差别，这就要求选择最佳供料位置使产品丰度最高。从推导二元小分离系数短矩形级联的最佳供料位置出发，分析了当分离系数增大及级联加长时供料位置的变化趋势，并通过求解非定常态多元分离级联丰度非线性方程组，得出多元分离的最佳供料位置的变化趋势及最佳供料级入口丰度和供料丰度之间的关系     

离心级联基本全分离因子的计算与分析

离心级联分离多组分稳定同位素可以用一组含有单位相对分子质量差下的基本全分离系数的方程表示。通过对不同形式的离心级联进行丰度计算,得到任意两种组分间的全分离因子与它们的相对分子质量之差成指数关系。对矩形级联中各种参数,如级联分流比、供料丰度、以及单机的基本全分离因子等,对于级联的基本全分离因子的影响进行了详细的讨论,得到了级联基本全分离因子同各种参数的关系曲线,确定了基本全分离因子为影响级联分离性能的重要参数之一。     

充气量和供料对脉冲级联稳态丰度分布的影响

脉冲级联是新提出的同位素分离级联的概念,了解脉冲稳态丰度分布是开发脉冲级联应用中的一个重要方面。为了明白稳态丰度分布的影响因素并加以利用,以提高脉冲级联的分离性能,利用一种结合了Q迭代法的时间推进方法求解脉冲级联的稳态丰度分布,并将分离效果用平均分离系数来整体描述。通过对矩形脉冲级联分离钨同位素的讨论,分析了充气量和供料对稳态丰度分布的影响。结果表明:级联的平均分离系数不随级联各级离心机充气量的变化而变化,但随着管道充气量与供料量之比的增加而增大;在级联中部存在一个最佳供料位置,使得平均分离系数最大。     

多组分同位素离心分离的简化计算

本文从多组分同位素的扩散方程出发，推导了多组分同位素离心分离径向平均丰度的丰度方程。用迭代法结合流场近似解数值模拟了４组分同位素ＵＦ６和ＳＦ６的丰度分布，并估算了同位素单位摩尔质量差下的全分离系数。同时还分析了同位素间相对全分离系数与其摩尔质量差的关系及离心机流场近似解中一些参数的取值问题。     

离心级联供料扰动过程中丰度分布的数值模拟

为了得到离心级联流体状态变化时同位素丰度分布情况,建立了丰度变化下的动态数学模型,与水力学数值模拟进行耦合,利用Q迭代算法求解了动态丰度方程。Xe分离数值模拟结果表明,该模型和算法可以有效求解离心级联动态丰度分布。在扰动幅度和持续时间都相同的情况下,丰度的变化与该组分在同位素中的位置、距离扰动级的位置、机器滞留量以及稳态下丰度的分布情况都密切相关。研究结果可供实际同位素生产中参数分析和调整时参考。     

离心级联供料扰动过程中丰度分布的数值模拟

为了得到离心级联流体状态变化时同位素丰度分布情况,建立了丰度变化下的动态数学模型,与水力学数值模拟进行耦合,利用Q迭代算法求解了动态丰度方程。Xe分离数值模拟结果表明,该模型和算法可以有效求解离心级联动态丰度分布。在扰动幅度和持续时间都相同的情况下,丰度的变化与该组分在同位素中的位置、距离扰动级的位置、机器滞留量以及稳态下丰度的分布情况都密切相关。研究结果对于实际同位素生产中参数分析和调整具有参考价值。     

离心级联全分离因子的实验数据分析

在离心级联分离多组分稳定同位素过程中,找出组分间的全分离因子同它们的相对分子质量差之间存在的确定性关系,有利于级联的分离计算和实验研究。建立了实验数据可靠性分析原则,确定了符合实验条件的数据;得到在定常态下短离心级联中,任意组分间的全分离因子与其组分间的相对分子质量之差存在指数关系。应用所建立的级联全分离因子关系式,对文献中发表的离心级联分离稳定同位素的实验数据进行了分析研究和补全工作。     

价值函数的物理意义

在铀同位素分离领域中，价值函数和分离功率是非常重要的物理量。半个世纪以来，价值函数得到广泛的应用，但其物理意义则未得到明确的解释。本文引入了同位素气体混合物中丰度分布的有序度的概念，并指出价值函数就是正比于同位素气体混合物中丰度分布的有序度的一个物理量，从而给出了价值函数和分离功率的明确的物理意义，并由此出发给出了多元同位素分离过程的价值函数和分离功率的表示式。     

考虑轻杂质时离心级联中组分分布的数值模拟

为了清楚地了解离心机级联中轻杂质的传播与分布,对利用离心法获取同位素过程中存在的轻杂质问题进行了数值模拟。根据实际的物理过程,建立了新的质量损失模型及轻杂质(HF)产生模型。数值模拟中将反映物质守恒的微分方程进行差分处理,以W F6为工作介质,考虑腐蚀损耗、供料中的轻杂质及离心机级联系统漏率,求解差分方程组,得到了离心级联中各组分的丰度分布,并与旧的模型进行了比较。数值计算结果显示新模型得到的轻杂质丰度在精料端的积累量远高于旧模型,理论上该模型能够更准确地反映离心级联中轻杂质传播与分布情况。     

高丰度硅-28同位素的分离技术

同位素纯硅片具有特殊的物理性质,在信息技术领域有着非常广阔的应用前景。为获得高丰度28Si,利用国产的高速气体离心机,选择SiF4作为分离的工作介质,对硅同位素进行了离心分离实验。通过单机分离实验,调整气体离心机的有关参数,摸索出适合级联分离的单机参数,同时得到气体离心机分离硅同位素的单位质量数的全分离系数γ0。利用由4台离心机组成的级联,经过6个阶段的分离,得到了28Si丰度达到99.5%的样品。实验结果表明,离心法分离硅同位素是完全可行的。     

利用同位素质量守恒原理估算太湖河网受水量

为配合太湖流域管理局开展的"太浦河调水改善下游及黄浦江水质试验"研究,利用水量平衡与同位素质量守恒原理构建了河网地区水量分配模型,以解决太湖通过太浦河泄水时河网区(两省一市)的受水量或受水比例问题.模型计算结果表明,利用落潮时的同位素丰度计算的两省一市的受水比例与实际监测成果较为接近.在优化站点、取样频次和取样时间后,该模型具有快捷、简便和经济的特点,可以用来近似估算河网区不同地点的受水量,但其精度有待进一步检验.     

R410A-油在Ф7mm水平直光管内流动沸腾阻力特性

研究了环保替代制冷工质R410A-润滑油混合物在水平直光管内的流动沸腾摩擦压降特性，探索了油的平均质量分数、干度和质量流率对摩擦压降的影响．实验测试管为光管，长度为2m，外径为7．0mm，内径为6．34mm．实验结果表明，R410A-油混合物在光管内流动沸腾的摩擦压降随平均油浓度、干度和质量流率的增大而增大，当油的平均质量分数从0增长到5％时，压降最大可增加50％．开发了适用于R410A-油混合物光管内的流动沸腾摩擦压降关联式，新的关联式预测值与92％以上的实验数据偏差在±15％以内，平均误差为6．6％，最大误差为29．4％．     

CO2 and the end-Triassic mass extinction.

The end of the Triassic period was marked by one of the largest and most enigmatic mass-extinction events in Earth's history and, with few reliable marine geochemical records, terrestrial sediments offer an important means of deciphering environmental changes at this time. Tanner et al. describe an isotopic study of Mesozoic fossil soils which suggests that the atmospheric concentration of carbon dioxide (pCO2) across the Triassic-Jurassic boundary was relatively constant (within 250 p.p.m.v.), but this is inconsistent with high-resolution evidence from the stomatal characters of fossil leaves. Here I show that the temporal resolution of the fossil-soil samples may have been inadequate for detecting a transient rise in pCO2. I also show that the fossil-soil data are consistent with a large increase in pCO2 across the Triassic-Jurassic boundary when variations in the stable carbon isotope (denoted as delta13C) in terrestrial plant leaves are taken into account. These factors suggest that the linkage between pCO2, global warming and the end-Triassic mass extinction remains intact.     

多组分气体离心分离级联的解析优化

为降低级联的建设和运行成本,使设计总流量较小,提出了一种多组分分离级联的一维解析优化方法。应用匹配丰度级联理论的基本原理,计算了不同关键相对分子质量下的级联,分析了级联参数的变化。在匹配丰度级联中,关键相对分子质量是两个关键组分相对分子质量的平均值。得到一种通过调整关键相对分子质量和级联的级数以得到总流量较小级联的解析计算方法。用这种方法,设计了一个分离28S i的级联,并将此结果和文献中的结果进行了比较。该方法得到的级联总流量接近最小值,计算量很小,可以用于多组分分离的优化设计。