用于测量气体中的氢氦含量的系统及方法与流程

本申请的实施例涉及借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料，特别涉及一种用于测量气体中的氢氦含量的系统及方法。

背景技术：

1、这里的陈述仅仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。

2、氢同位素作为聚变堆重要的燃料，是人类未来能源的长期解决方案。为确保聚变堆涉氚系统运行的安全性和易操作性，一般利用储氢材料以金属氢化物储氢的方式实现氢同位素气体的安全储存。

3、有的氢同位素气体在存储过程中，会自发衰变成氦-3，储氢材料晶格内的氦-3逐渐积累并从晶格内释放至储氢材料外，较多的氦-3会影响氢同位素气体的纯度，不利于后续使用。此外，对于储氢材料的选择，需要综合考虑其吸放氢特性以及老化固氦性能，其中老化固氦性能评价需要对氢同位素中的氦含量进行测量。

4、在对储氢材料室温条件下或热解吸出的气体进行氢氦含量测量时，需要将气体通入进气管路中。进入进气管路这部分氢气可能会因氦气的屏蔽作用导致回收困难，若直接排放，会产生较多的浪费。

技术实现思路

1、在下文中给出了关于本申请的简要概述，以便提供关于本申请的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本申请的穷举性概述。它并不是意图确定本申请的关键或重要部分，也不是意图限定本申请的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

2、针对如何在对储氢容器中氢氦含量进行分析时减少氢损失的问题，本申请的实施例提供一种用于测量气体中的氢氦含量的系统及方法。

3、第一方面，本申请的实施例提供一种用于测量气体中的氢氦含量的系统，系统包括：进气管路，抽真空管路，测量装置以及氢回收装置，进气管路用于接收待测量的气体；抽真空管路与进气管路流体连通，用于在进气管路中形成负压环境，以使待测量的气体能够进入进气管路；测量装置用于对进气管路的气体中的氢氦含量进行测量；氢回收装置用于在测量结束后吸附进气管路中的氢。氢回收装置包括流气式氢回收件，设置于抽真空管路和进气管路之间。

4、第二方面，本申请的实施例提供一种用于测量气体中的氢氦含量的方法，包括利用质谱测量件测量待测量气体中的氢氦含量；当判断质谱测量件测量的氢氦含量不可靠时，利用色谱测量件对待测量气体中的氢氦进行分离；利用质谱测量件和/或色谱测量件测量分离后的氢气和氦气的含量。

5、本申请的实施例提供的测量系统，通过设置氢回收装置，在测量后将系统中的氢气回收，能够减少氢气资源的浪费。对于静态吸附式氢回收件而言，当气体中氦含量较多时，氦气会对氚吸附产生屏蔽作用，影响对氚的吸附。本申请的实施例通过设置流气式氢回收件，能够避免由于氦气的屏蔽作用影响对氚进行吸附，从而提高氚回收效率，减少氚损耗和排放。

技术特征：

1.一种用于测量气体中的氢氦含量的系统，其特征在于，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气体存储于设有储氢材料的储氢容器中，

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述氢回收装置还包括：第二氢回收件，所述第二氢回收件包括第二氢吸附材料，其中，所述第二氢吸附材料的室温平衡压低于所述第一氢吸附材料在室温下的吸氢平衡压。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测量装置包括：

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述质谱测量件设置成当所述气体中的氦气含量不低于预设值时，测量来自所述进气管路的气体中的氢氦含量；

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

10.一种用于测量气体中的氢氦含量的方法，其特征在于，包括：

技术总结本申请的实施例涉及借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料技术领域，特别涉及一种用于测量气体中的氢氦含量的系统及方法。系统包括：进气管路，抽真空管路，测量装置以及氢回收装置，进气管路用于接收待测量的气体；抽真空管路与进气管路流体连通，用于在进气管路中形成负压环境，以使待测量的气体能够进入进气管路；测量装置用于对进气管路的气体中的氢氦含量进行测量；氢回收装置用于在测量结束后吸附进气管路中的氢。氢回收装置包括流气式氢回收件，设置于抽真空管路和进气管路之间。本申请的实施例提供的测量系统，能够对气体的氢氦含量进行测量。通过设置流气式氢回收件，能够提高氚回收效率。技术研发人员：郭炜,占勤,李卓希受保护的技术使用者：中国原子能科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/7/25