AbstractA DT gas purification process has been developed at the Bruyères-le-Châtel Research Center of the French Atomic Energy Commission. This process is based upon the impurities cryosorption on a 5A molecular sieve cooled at 77 K. In order to understand and foresee the cold trap behaviour, adsorption isotherms of several impurities and of hydrogen isotopes have been determined and modeled. At the same time, several purifications of D2 and DT gas streams have been performed at low gas flowrate (5 1 NTP/min). Indeed larger flowrates involve important thermal gradients and reduce the retention time of the impurities. With this condition, we have shown that the retention time of an impurity is inversely proportional to its content in the DT gas stream. For a fixed content of a mixture of impurities, the overall retention time is only due to differences between the adsorption capacities of the sieve towards each of these impurities. On the other hand, the tritium inventory inside the cold trap is minimized when saturating the sieve with the impurities. The major part of tritium is then easily recovered by a single expansion of the trap. The experiments prove not only the feasibility of the purification of DT gas streams but also the good efficiency of the process elaborated in our laboratory.
DTガス精製プロセスは、フランス原子力庁のブリュイエール＝ル＝シャテル研究センターで開発された。このプロセスは、77 Kに冷却された5Aモレキュラーシーブ上への不純物の低温吸着に基づいている。コールドトラップの挙動を理解し予測するために、いくつかの不純物および水素同位体の吸着等温線が決定され、モデル化された。同時に、低ガス流量（5 1 NTP/min）でD2およびDTガス流のいくつかの精製が実施された。実際、より大きな流量は重要な温度勾配を伴い、不純物の保持時間を短縮する。この条件下で、不純物の保持時間はDTガス流中のその含有量に反比例することを示した。不純物混合物の含有量が固定されている場合、全体的な保持時間は、各不純物に対するシーブの吸着容量の差のみに起因する。一方、シーブを不純物で飽和させると、コールドトラップ内のトリチウムインベントリは最小化される。トリチウムの大部分は、その後、トラップの一回の膨張によって容易に回収される。実験は、DTガス流の精製の実現可能性だけでなく、当研究所で開発されたプロセスの優れた効率も証明している。