杨 阳，赖财锋，黄 坡，李 余，陈志林

中国工程物理研究院 核物理与化学研究所，四川 绵阳 621999

随着聚变能源项目的逐级推进，氚操作量也将从实验室级逐渐推进到聚变堆级。而氚准确测量是聚变堆氚安全、工艺控制以及燃料衡算的基础。聚变堆氚工艺系统中的氚浓度范围覆盖15个数量级，涉及到工艺系统内、手套箱及流出物的分析测量。手套箱及流出物内氚含量较低，防护级及流出物中的氚测量技术能够满足测量需求，但工艺系统内高浓度氚的在线测量技术尚需展开深入研究。工艺级气体中的氚测量气量少，氚含量高(可高达纯氚级)，因此需要探测器具有体积小、密封性好、稳定性高等特点。

气体中高浓度氚在线测量技术主要有拉曼光谱法[1]、电离室法[2]和β射线诱发X射线谱测量方法(β-ray induced X-ray spectrometry, BIXS)[3]，其测量范围、响应时间、工作气氛、工作气压各不相同。其中BIXS方法的工作气压为10-3～105Pa，能够在其余两种方法无法工作的气压下(10-2～103Pa)进行氚浓度测量，即该方法对工作气压与工作气氛无特殊要求。BIXS方法由日本富山大学氢同位素研究中心提出，早期仅通过BIXS能谱的总计数计算气体中氚的分压，没有进行能谱分析[4]。德国卡尔斯鲁厄氚实验室(TLK)基于该方法搭建了高浓度氚在线测量系统，使用Geant4程序进行模拟优化[5]，并分析了不同测量室材料对氚记忆效应的影响[6]，系统对氚分压的探测下限为7.1×10-3Pa[7]。国内方面，中国原子能科学研究院基于NaI探测器建立了BIX氚分压测量系统，基于能谱总计数获得测量室内氚的分压，并对氚分压为1～1×105Pa范围内的含氚气体进行实验测量[8]。……