梁斌斌，杨洪广，赵崴巍

中国原子能科学研究院 反应堆工程设计研究所，北京　102413



LaNiAl材料储氚老化氚踵特性

梁斌斌，杨洪广，赵崴巍

中国原子能科学研究院 反应堆工程设计研究所，北京102413

摘要：采用研制的全金属吸放氚系统，恒温等容条件下，针对LaNiAl系列储氚材料，测定了储氚老化300、1 000、1 200 d左右吸放氚等温解吸曲线(PCT特性曲线)、氚踵特性，并开展了氚踵的氢排代回收工艺研究。测试结果表明：随着老化时间的延长，LaNiAl材料均表现出明显的氚老化特性：吸放氚PCT特效曲线改变，坪台压降低，坪斜增大，可逆吸放氚容量减少，氚踵逐渐形成并升高。建立了氚踵数学模型，并与美国氚老化测试结果进行了对比。氢氚排代置换实验研究结果表明：经过10次氢排代置换氚，材料中残余氚量从氚金属原子比(T/M)=0.128 27降低到0.000 02，几乎可全部回收合金中氚。

关键词：LaNiAl；氚踵；老化效应；PCT曲线

固态金属氢化物储氢材料，成为近年来研究的热点。迄今国内外均选用具有储氢能力的金属和金属间化合物作为储氢材料，已研究的有：U、Pd、V、Ti、Ta、Zr、Nb、Y、Er、LaNi5、La-Ni-Al、La-Ni-Mn、Zr-Co、Zr-Ni、Mg-Ni等。其中，LaNi5合金氚储存性能与传统的储氚材料U相比，具有独特的优点[1-4]：(1) 储氚平衡压适中，可通过调节Al含量改变储氚平衡压力；(2) 容易活化，活化温度较低；(3) 抗毒化能力强；(4) 活化后遇空气不易自燃；(5) 固He性能优异。

20世纪80年代，美国在新型氚工艺中开始使用LaNi4.25Al0.75作为储氚材料，并开展了持续多年的研究，得到高度关注[5]。然而，由于氚衰变产生3He，滞留在晶格内，导致晶格畸变，引起材料吸放氚热力学特性变化，表现为材料解吸等温线发生改变，解吸坪台压力降低，坪台区斜率增大，可逆吸氚容量减少，即产生氚踵[6-7]。……