氦中杂质及氢氘组分的微气相色谱快速检测分析

摘要

为实现聚变堆氚工厂的安全稳定运行,掌握准确的氘氚燃料及工艺气中杂质及氢氘组分的分析监测技术,需建立特殊的在线微气相色谱检测分析方法.以高纯氦气作为载气,通过分子筛毛细管柱和PLOT-U柱进行分离,采用微热导检测器(μTCD)进行检测,优化测试参数后,在A、B模块柱温分别为120°C、60°C,柱头压分别为40psi、30psi,进样时间均为255ms的实验条件下,对氦中含量分别为1.0％、5.0％以及10.0％的杂质标准气体进行检测分析,结果表明,各色谱柱能够在160s内分别实现(O2)、N2、CH4、CO和CO2组分的分离,且柱效较高,响应值的重复性较好,各组分之间的分离度远高于1.5,能实现完全分离.在柱头压为45psi,进样时间为255ms的试验条件下,通过C模块使用自制的Al2O3/MnCl2改性柱,对氦中含量分别为1.0％、2.5％和5.0％的氢氘气体进行检测,出峰时间小于160s,能够实现完全分离,且测试重复性好.该方法可应用于氚工厂等离子排灰处理系统(TEP)、氢同位素分离系统(ISS)及贮存和输运系统(SDS)中的杂质及氢氘含量分析,以便了解氚分布,同时达到氚的安全防护.