IT8367745A1 - Dispositivo per isolare isotopi di idrogeno gassoso - Google Patents

Description

DOCUMENTAZIONE

RILEGATA

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"Dispositivo per isolare isotopi di idrogeno gassoso"

di: KERNFORSCHUNGSZENTRUM KARLSRUHE GMBH, nazionalit? germaPLA 8238 Ha/wk ? nica, 7500 Karlsruhe 1, Repubblica Federale di Germania.

Inventori designati:

Depositata il: 8 Luglio 1983 677 45 A/83

**? *** ***

RIASSUNTO

Il trovato riguarda un dispositivo per isolare gli isotopi protio, deuterio e tritio dell'idrogeno gassoso

da un gas o miscela di gas,contenente uno od alcuni di

U2J Q, questi isotopi di idrogeno.

ed Il trovato ha lo scopo di provvedere un dispositivo

O

che semplifica il processo di separazione e di ricupero. CJ o a 9 A tale riguardo, una membrana permeabile agli isoto s

=5 pi di idrogeno viene collegata saldamente con la superficie

del materiale costituente il getter. La membrana ed il

getter formano un corpo di assorbimento, che ? applicato

su un supporto a forma di nastro,oppure ? conformato a

guisa di sferette. Questi corpi di assorbimento a forma

di sferette vengono condotti in modo continuo attraverso

la corrente di gas,ed in tali condizioni assorbono gli

isotopi di idrogeno, che vengono desorbit? all'esterno

m

della corrente di gas. ?

La disposizione diretta della membrana sulla superilmo

F ET/f

ficie del getter permette di realizzare in modo semplice uno spessore di membrana nel campo dei micrometri, per

cui viene favorito l'assorbimento selettivo e il desorbimento degli isotopi di idrogeno, e nello stesso tempo si

possono impiegare corpi di assorbimento liberamente mobili

nella corrente di gas.

z cU? aJ. cd <: ? CCJ

oLJ s Il trovato riguarda un dispositivo per isolare gli isotopi protio, deuterio e tritio dell'idrogeno gassoso, secondo la parte introduttiva della rivendicazione 1.

La separazione degli isotopi di idrogeno da miscele di gas ? particolarmente necessaria nei circuiti di raffreddamento dei reattori ad alta temperatura raffreddati a gas, e nei circuiti del combustibile di reattori a fusione. A tale riguardo, accanto alla separazione assume importanza anche il recupero degli isotopi di idrogeno per un loro ulteriore impiego.

E' noto un dispositivo per isolare isotopi di idrogeno da una miscela di gas (domanda di brevetto tedesco, pubblicata prima dell'esame, 28 54682), che presenta una parete permeabile agli isotopi di idrogeno.

E' inoltre noto un getter (domanda di brevetto tedesco, pubblicata prima dell'esame, 24 49 553), che ? costituito sostanzialmente anche da zirconio o leghe di zirconio con niobio, titanio, nichel e itfcrio, ed ? utilizzabile per l'assorbimento di idrogeno e dei suoi isotopi.

Il trovato ha lo scopo di provvedere un dispositivo che permetta di isolare in modo semplice gli isotopi di idrogeno da una miscela di gas contenente gli isotopi medesimi, e che ne consenta il ricupero senza un considerevole dispendio.

Con un dispositivo secondo la parte introduttiva della rivendicazione 1, tale compito viene assolto mediante'

le particolarit? esposte nella sua parte caratterizzante.

I vantaggi ottenuti con il dispositivo proposto

consistono in particolare nel fatto che, mediante la disposizione diretta <'>della membrana sulla superficie del getter,

? possibile realizzare in modo semplice una membrana con

spessore nel campo dei micrometri, e quindi viene favorito l'assorbimento selettivo ed il desorbimento degli isotopi

di idrogeno, e che risulta possibile l'impiego di corpi

di assorbimento mobili nella corrente di gas.

Un esempio di attuazione di questo dispositivo

per la separazione di isotopi di idrogeno gassoso ? rappre V<A? ti cj sentato nel disegno, e verr? descritto con maggiori parti CJ 0 3 colari nel seguito. Sono mostrati: 1

nella figura 1, la disposizione del corpo di assorbimento su un supporto a forma di nastro, e

nella figura 2, dei corpi di assorbimento a forma

di sferette.

La figura 1 mostra un supporto 1 a forma di nastro, costituito da acciaio pregiato con larghezza di 25 mm e

spessore di 0,2 mm, sul quale come getter 2 ? applicato

un rivestimento, spesso circa 0,5 mm, costituito da una

lega di zirconio-alluminio. In luogo della lega di zirconio-alluminio ? anche possibile utilizzare ogni altro ma

teriale sciatto per l'assorbimento degli isotopi di idrogeno, come ad esempio titanio, zirconio od afnio.

La superficie libera del getter 2, opposta rispetto

al supporto 1, ? coperta da una membrana 3 permeabile agli

isotopi di idrogeno, il cui spessore ? compreso nel campo

dei micrometri. Questa membrana 3 ? costituita da un materiale ceramico o metallo ceramico,costituito dalle sostanze

niobio, titanio, palladio. Mediante il ricoprimento con

la membrana 3, non solo viene impedito che altri componenti

gassosi della miscela di gas,contenente gli isotopi di

idrogeno, vengano assorbiti dal materiale costituente il

getter, e quindi si verifichi una riduzione del potere

di assorbimento per gli isotopi di idrogeno, ma l? stessa ? membrana 3 consente solamente la separazione univoca degli Uo

2 isotopi di idrogeno dalla miscela di gas. A tale riguardo,

mediante il dispositivo proposto vengono assorbiti isotopi

di idrogeno nella loro fase gassosa in maniera selettiva

-11

fino a pressioni parziali molto piccole, pari a circa 10

mbar, ad una temperatura di assorbimento di circa 300?C.

Mediante un semplice riscaldamento del dispositivo ad una

temperatura di desorbimento pari a circa 600?C, gli isotopi

di idrogeno vengono nuovamente liberati.

La applicazione del materiale costituente il getter

sul supporto e,della membrana 3 sul materiale costituente

?? . c iov w J&rL/?'!1 FT ? il getter,possono essere effettuati in una sola operazione,

f/iro ' ad esempio mediante rivestimento ad irradiazione di ioni. Un'altra configurazione del dispositivo secondo l'invenzione ? rappresentata ir?sezione nella figura 2. Qui il getter 2a ? foggiato a guisa di una sferetta con diametro di circa 1 mm, e questa sferetta ? completamente rivestita alla sua superficie da una membrana 3a,permeabile agli isotopi di idrogeno. I materiali impiegati corrispondono a quelli della forma di attuazione rappresentata nella figura 1.

Il getter 2a e la membrana 3a formano quindi un corpo sferico di assorbimento con diametro di circa 1 mm. Ad esempio ? possibile disporre una massa sfusa( costituita da una pluralit? di questi corpi di assorbimento! in una corrente di gas contenente gli isotopi di idrogeno, e successivamente, dopoVin determinato periodo di flusso, riscaldare ciascuna delle sferette, all'esterno della corrente di gas, portandole alla temperatura di desorbimento e^dopo questo desorbimento degli isotopi di idrogeno, ricondurre le sferette nuovamente nella corrente di gas.

Claims (6)

RIVENDICAZIONI

1. Dispositivo per isolare gli isotopi protio, deuterio e tritio dell'idrogeno gassoso da un gas o miscela di gas contenente uno od alcuni di questi isotopi dell'idrogeno, con le particolarit?:

a) una membrana (3), permeabile agli isotopi di idrogeno ed impermeabile 31 gas od alla miscela di gasdelimita almeno parzialmente la corrente di gas;

b) sul lato della membrana (3) opposto rispetto alla corrente di gas ? disposto un getter (2),che mediante assorbimento accoglie gli isotopi di idrogeno ad una prestabilita temperatura di assorbimento^e mediante desorbimento lascia nuovamente liberi gli isotopi di idrogeno assorbiti, ad una temperatura di desorbimento superiore alla temperatura di assorbimento,

caratterizzato dalle seguenti particolarit?:

c) la membrana (3, 3a),permeabile agli isotopi di idrogeno, copre la superficie libera del getter (2, 2a)( che alla temperatura di assorbimento assorbe attraverso la membrana (3, 3a) esclusivamente di isotopi di idrogeno, d) la membrana (3, 3a) ed il getter (2, 2a) formano un corpo (2, 3; 2a, 3a) di assorbimento e sono saldamente collegati fra loro.

2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il corpo (2, 3) di assorbimento ? collegato in modo fisso con un supporto (1); conformato a guisa di nastro, non partecipante all'assorbimento ed

al desorbimento.

3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il supporto (1) ? costituito da un

acciaio pregiato.

4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il corpo (2a, 3a) di assorbimento ?

formato da una sferetta di piccolo diametro, e questa sferetta ? costituita da un getter (2a),con la cui superficie

? collegata in modo fisso una membrana (3a); racchiudente completamente la sferetta.

2

5. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizmateriale < rf ?y

zato dal fatto che come per il getter ( 2 , 2a) ( viene impie-5 gato titanio , zirconio , afnio , oppure una lega di zirconio--alluminio .

6. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che come materiale per la membrana (3, 3a)y

viene impiegato niobio, titanio, palladio, materiale ceramico o metallo-ceramico.

J*ER I^CARjCp ? 'kMXuUwVy ?

Glus e QUINTERNO

In pr per gli altri i

RIVENDICAZIONI

1. Dispositivo per isolare gli isotopi protio, deuterio e tritio dell'idrogeno gassoso da un gas o miscela di gas contenente uno od alcuni di questi isotopi dell'idrogeno, con le particolarit?:

a) una membrana (3), permeabile agli isotopi di idrogeno ed impermeabile al gas od alla miscela di gasdelimita almeno parzialmente la corrente di gas;

b) sul lato della membrana (3) opposto rispetto alla corrente di gas ? disposto un getter (2),che mediante assorbimento accoglie gli isotopi di idrogeno ad una prestabilita temperatura di assorbimento^e mediante desorbimento lascia nuovamente liberi gli isotopi di idrogeno assorbiti, ad una temperatura di desorbimento superiore alla temperatura di assorbimento,

caratterizzato dalle seguenti particolarit?:

c) la membrana (3, 3a)( permeabile agli isotopi di idrogeno, copre la superficie libera del getter (2, 2a)( che alla temperatura di assorbimento assorbe attraverso la membrana (3, 3a) esclusivamente di isotopi di idrogeno, d) la membrana (3, 3a) ed il getter {2, 2a) formano un corpo (2, 3; 2a, 3a) di assorbimento e sono saldamente collegati fra loro.

2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il corpo (2, 3) di assorbimento ? collegato in modo fisso con un supporto (l)( conformato a guisa di nastro, non partecipante all'assorbimento ed

al desorbimento.

3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il supporto (1) ? costituito da un

acciaio pregiato.

4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il corpo (2a, 3a) di assorbimento ?

formato da una sferetta di piccolo diametro, e questa sferetta ? costituita da un getter (2a),con la cui superficie

? collegata in modo fisso una membrana (3a)( racchiudente completamente la sferetta. &d 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratteriz- ?*

materiale li ?y

zato dal fatto che come per il getter (2, 2a)j viene impie CJ C_J S

gato titanio, zirconio, afnio,oppure una lega di zirconio--alluminio.

6. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che( come materiale per la membrana (3, 3a),

viene impiegato niobio, titanio, palladio, materiale ceramico o metallo-ceramico.