[发明专利]一种用于分离岩石样品中氪和氙的装置及方法

权利要求书

1.一种用于分离岩石样品中氪和氙的装置，其特征在于：包括筒体和上盖，所述筒体与所述上盖可拆卸连接，所述筒体与所述上盖之间设置密封元件，所述筒体内包括液氮层和导热剂层，所述液氮层套装于所述导热剂层的外部，所述液氮层的外壁与所述筒体之间的腔体能够作抽真空处理，所述液氮层的内腔能够容纳液氮，所述导热剂层的内腔中设置有冷指，所述导热剂层的内壁与所述冷指之间能够容纳导热剂，所述冷指连接有加热元件，所述加热元件能够对所述冷指加热，所述冷指连接有测温元件，所述测温元件能够监测所述冷指内的温度，所述冷指还连接有实验腔，所述冷指的内腔与所述实验腔相连通，所述实验腔能够与外部混合气体相连通。

2.根据权利要求1所述的用于分离岩石样品中氪和氙的装置，其特征在于：所述筒体包括底板、外壳和真空法兰，所述外壳为空心结构，所述底板与所述外壳的一端相连，所述真空法兰与所述外壳的另一端相连，所述真空法兰与所述上盖可拆卸连接，所述密封元件设置于所述真空法兰与所述上盖之间；所述液氮层位于所述底板、所述外壳、所述真空法兰围成的腔体内，所述上盖连接有真空阀，利用所述真空阀能够对所述筒体与所述上盖围成的腔体作抽真空处理。

3.根据权利要求2所述的用于分离岩石样品中氪和氙的装置，其特征在于：所述液氮层包括液氮外筒、液氮内筒、液氮下底板和液氮上底板，所述液氮外筒套装于所述液氮内筒的外部且二者之间具有间隙，所述液氮上底板和所述液氮下底板分别设置于所述液氮内筒、所述液氮外筒的两端，所述液氮外筒、所述液氮内筒、所述液氮上底板、所述液氮下底板围成的腔体能够容纳液氮，所述液氮内筒套装于所述冷指的外部。

4.根据权利要求3所述的用于分离岩石样品中氪和氙的装置，其特征在于：所述液氮上底板连接有液氮吊管，所述液氮吊管与所述液氮外筒、所述液氮内筒之间的腔体相连通，所述上盖连接有液氮外管，所述液氮外管套装于所述液氮吊管的外部，所述液氮外管与所述液氮吊管之间具有间隙，所述液氮外管与所述外壳、所述底板围成的腔体相连通。

5.根据权利要求4所述的用于分离岩石样品中氪和氙的装置，其特征在于：所述液氮吊管与所述液氮外管之间设置吊管补芯，所述吊管补芯能够固定所述液氮吊管与所述液氮外管之间的相对位置。

6.根据权利要求1所述的用于分离岩石样品中氪和氙的装置，其特征在于：所述上盖连接有管接头，所述管接头远离所述上盖的一端连接有芯座，所述管接头能够利用所述芯座与控制器相连，所述加热元件、所述测温元件均与所述控制器相连。

7.根据权利要求6所述的用于分离岩石样品中氪和氙的装置，其特征在于：所述冷指的内腔位于所述导热剂层的内腔中，所述冷指的另一端由所述液氮层伸出，所述测温元件位于所述冷指伸出所述液氮层的一端，所述测温元件位于所述筒体内。

8.根据权利要求1所述的用于分离岩石样品中氪和氙的装置，其特征在于：所述上盖连接有中管，所述中管与所述导热剂层相连通，所述实验腔远离所述冷指的一端由所述中管伸出。

9.根据权利要求1所述的用于分离岩石样品中氪和氙的装置，其特征在于：所述加热元件为热电阻或热电偶；所述导热剂为酒精、甲基戊烷或氯丁烷。

10.一种用于分离岩石样品中氪和氙的方法，利用权利要求1-9任一项所述的用于分离岩石样品中氪和氙的装置，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、将所述液氮层与所述筒体之间的腔体抽真空，在所述液氮层中加入液氮进行预降温，向所述导热剂层加入导热剂，将混合气体通过所述实验腔通入所述冷指中，混合气体在所述冷指中冷凝吸附，完全吸附Kr、Xe和部分残余Ar的混合气体；

步骤二、隔离所述用于分离岩石样品中氪和氙的装置，所述加热元件工作，所述测温元件监测所述冷指内温度，将温度设定在80K-100K之间，以保证所述冷指内在仍然吸附Kr、Xe的情况下，释放残余Ar，真空抽气一段时间；

步骤三、隔离所述用于分离岩石样品中氪和氙的装置，将温度设定为155K，一段时间后，重新将温度设定在100K-135K之间，使所述冷指内Xe重新吸附，不受影响，释放Kr；

步骤四、最后将温度设定高于135K，释放释放Xe。