TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 9106:2011

ISO 12800:2003

CÔNG NGHỆ NHIÊN LIỆU HẠT NHÂN - HƯỚNG DẪN ĐO DIỆN TÍCH BỀ MẶT RIÊNG CỦA BỘT OXIT URANI BẰNG PHƯƠNG PHÁP BET

Nuclear fuel technology - Guide to the measurement of the specific surface area of uranium oxide powders by the BET method

Lời nói đầu

TCVN 9106:2011 hoàn toàn tương đương với ISO 12800:2003;

TCVN 9106:2011 do Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 85 Năng lượng hạt nhân biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

CÔNG NGHỆ NHIÊN LIỆU HẠT NHÂN - HƯỚNG DẪN ĐO DIỆN TÍCH BỀ MẶT RIÊNG CỦA BỘT OXIT URANI BẰNG PHƯƠNG PHÁP BET

Nuclear fuel technology - Guide to the measurement of the specific surface area of uranium oxide powders by the BET method

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định cách xác định diện tích bề mặt riêng của bột urani điôxit thành phẩm bằng việc xác định thể tích hoặc khối lượng của lượng nitơ hấp phụ vào bột, và có thể áp dụng được cho các vật liệu tương tự khác, ví dụ: bột U₃O₈, UO₂-PuO₂, và các dạng bột khác có diện tích bề mặt tương tự, ví dụ như hạt bột, viên màu xanh lá cây, phải thỏa mãn các điều kiện về phương pháp xác định được mô tả ở đây. Kể cả việc thay đổi bằng cách sử dụng các loại khí hấp phụ khác.

2. Nguyên tắc

2.1. Tổng quan về phương pháp

Phương pháp này dựa trên việc xác định lượng khí cần thiết để bao phủ bề mặt của một lớp đơn phân tử. Lượng khí này được xác định từ đường cong hấp phụ đẳng nhiệt của nitơ ở nhiệt độ của nitơ lỏng (77,4 K) theo Brunauer, Emmett và Teller (BET) [1] từ đó N₂ bị hấp phụ bằng hấp phụ vật lý trên bề mặt chất hấp phụ. Lượng N₂ hấp phụ ở một áp suất cho trước được xác định bằng phép đo thể tích hoặc khối lượng. Để loại bỏ chất nhiễm bẩn bề mặt chất hấp phụ, mẫu được hút chân không và được gia nhiệt trong điều kiện thích hợp trước khi phép đo được thực hiện.

2.2. Đường cong hấp phụ đẳng nhiệt

Đường cong hấp phụ đẳng nhiệt mô tả mối quan hệ giữa khối lượng của chất bị hấp phụ m_A (N₂) hấp phụ được trên mỗi gam chất hấp phụ (ví dụ như bột UO₂) tại áp suất cân bằng p nhiệt độ không đổi T:

m_A = f (p,T)                                                                                                        (1)

Nói chung áp suất tương đối p/p₀ thường được sử dụng thay cho p áp suất tuyệt đối, trong đó p₀ áp suất hơi bão hòa bằng 1,013x10⁵ Pa đối với nitơ ở nhiệt độ 77,4 K.

Hầu hết đường cong hấp phụ đẳng nhiệt có thể được phân loại theo Brunauer, L. Deming, W. Deming và Teller [2] là một trong năm loại phổ biến (xem Hình 1).

Vật liệu có các lỗ vi dẫn sạch (với đường kính < 2 nm) tạo ra đường cong hấp phụ loại 1. Phổ biến nhất, là đường cong hấp phụ loại 2 và loại 4 cho thấy năng lượng hấp phụ của lớp đầu tiên E₁ lớn hơn nhiều so với năng lượng của các lớp cao hơn E_n. Khi E₁ » E_n, tạo ra đường cong hấp phụ loại 3, loại 5. Phương pháp BET chỉ có thể được áp dụng cho đường cong hấp phụ loại 2 và loại 4.

CHÚ DẪN

X Tổng lượng chất hấp phụ;

Y Áp suất tương đối;

Loại 1 loại Langmuir;

Loại 2