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同位素氘的应用及包装储运

来源:网络时间:2020-06-29点击数:载入中...

氘是氢的同位素,又称重氢(D2),由一个质子、一个中子和一个电子组成,由1931年美国 H.C.尤里和 F.G.布里克维德在液氢中发现氘。常温下氘是一种无色、无味的可燃性气体,在地球上的丰度为0.015%,它在普氢中的含量很少,且大多以重水 D2O即氧化氘形式存在于海水与普通水中。海水中氘的质量浓度大约为 30 mg/L。作为氢气的同位素,氘气在军事、核能和光纤制造上均有广泛的应用。


发现历史
就在查德威克宣布发现中子的论文送交《自然》杂志的第二天,美国的《物理学报》收到了美国哥伦比亚大学教授尤里(H.C.Urey,1893-1981)等的一篇重要文章,报告说已经发现了质量为2的氢的同位素氘。

关于天然元素的同位素问题,从1913年开始科学家就进行了研究,当时研究的目的主要是想精确测量原子量。后来人们仔细研究了某些元素的带光谱,在氧和氮中发现了稀有的同位素。尤里和他的同事们重新考虑了氢,他们用分馏液态氢的方法以浓缩稀有同位素,终于从光谱上显示出了氘。氘是核物理学中一种异常重要的同位素,它在核反应堆的研发工作中得到了实际的应用。由于发现了氘,尤里获得了1934年的诺贝尔化学奖。


应用
氘是普氢较重的、稳定同位素。常温下,它是一种无色、无味、无毒无害的可燃性气体。它用于核能、可控核聚变反应、氘化光导纤维、氘润滑油、激光器、灯泡、实验研究、半导体材料韧化处理以及核医学、核农业等方面;另外在军事上,它也有一些重要的用途,比如制造氢弹、中子弹和DF激光武器。根据氘的不同用途,也存在许多不同的制氘方法。随着科学技术的发展、进步,氘的应用将会越来越广,对氘的需求和研究也会变得更加重要。

热核聚变实验堆一旦研究成功,就能利用海水发电,一升海水中提取的氘经过聚变反应释放的能量相当于300升石油。

从“进口”上说,可控核聚变所需的反应原料(氘原子和氚原子),在地球上非常丰富。氘在海水中储量极大,1公升海水里提取出的氘,在完全的聚变反应中可释放相当于燃烧300公升汽油的能量;而氚可通过中子与锂反应生成,在地壳和海水中,锂都是大量存在的。

氢灯和氘灯是紫外区的常用光源,它们在180~375nm波长范围内产生连续辐射,在相同操作条件下,氘灯的发射强度比氢灯约大4倍。玻璃对这段波长范围内的辐射有强烈吸收,必须采用石英光窗。紫外可见分光光度计同时配有紫外和可见两种光源。


包装与储运
氘气属是有窒息性和易燃易爆性的气体,包装的气瓶上均有使用的年限,凡到期的气瓶必须送往有部门进行安全检验,方能继续使用。氘气瓶装气体产品为高压充装气体,使用时应经减压降压后方可使用。每瓶气体在使用到尾气时,应保留瓶内余压在0.5 MPa,最小不得低于0.25 MPa余压,并将瓶阀关闭,以保证气体质量和使用安全。

氘气瓶装气体产品在运输储存、使用时都应分类堆放,应贮存于阴凉、通风场所,温度不宜超过30 ℃,场所需配置相应品种和数量的消防器材。严禁可燃气体与助燃气体堆放在一起,不准靠近明火和热源,应做到勿近火、勿沾油蜡、勿暴晒、勿重抛、勿撞击,严禁在气瓶身上进行引弧或电弧,严禁野蛮装卸。搬运时轻装轻卸,防止气瓶及附件破损。
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空气化学品安全技术说明书MSDS
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