中空糸分離膜を用いたトリチウムの分離濃縮と測定法に関する開発研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12680513
• Research Institution: High Energy Accelerator Researcgh Organization(KEK)
• Principal Investigator: 佐々木 慎一 高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 助教授 (80178649)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 健訓 高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 教授 (40162961) ; 奥野 健二 静岡大学, 理学部, 教授 (80293596) ; 近藤 健次郎 高エネルギー加速器研究機構, 共通研究施設, 教授 (20004434) ; 沼尻 正晴 高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 助手 (20189385)
• Keywords: 中空糸分離膜 / トリチウム / ポリイミド / 加速器 / 環境放射能 / 排気モニター / 分離濃縮 / 放射線モニタリングシステム

Research Abstract

トリチウム(T)は半減期が約12年と長く、加速器施設からスタック等の排気設備を通して環境への放出が心配される代表的な核種で、その直接測定と制御は放射線防護の観点から重要な課題である。しかしながら、排気中トリチウムの実時間直接測定は、トリチウムが低エネルギーベータ線しか放出せず、また同時に存在する誘導放射性核種が妨害核種となるため、極めて難しい。実時間直接測定のためにはこれらの妨害核種からのトリチウムの分離濃縮が必要条件となる。本研究では、ポリイミド中空糸分離膜(以下「分離膜」)に着目し、その分離濃縮の基本的特性を明らかにすると共に、それを利用した低レベルトリチウムの実時間測定法を開発することを目的とし、その環境放出をを低減化する手法の確立を目指している。本年度は、昨年度に引き続き、より広い範囲の条件下並びに種々の形態におけるトリチウム(HT、HTO等)の透過特性を把握するために、水素を用いて空気、窒素、アルゴン中のその透過特性を調べ濃縮度を測定した。水素同位体における分離膜透過特性に同位体効果がないことは昨年度の一連の実験で確認してある。今年度より水の透過特性に関する測定を開始したが、一定の実験条件を再現させることが難しく、再現性のあるデータを得るため現在も測定を継続して行っている。また、分離機構解明のため始めた透過モデル計算法についても今年度改良を重ね、より広範囲な実験条件に適用できるようになってきた。これらの蓄積されたデータは、2つの国際会議並びに環境放射能に関する国内研究集会で発表された。また、雑誌論文として印刷公表される。また、国内研究集会プロシーディングスレポートとしても印刷された。また、モニタリングシステムへの具体的な適用を考え、電離箱と組み合わせたトリチウムモニターの詳細が検討された。この内容の一部は国際会議で公表されると共に、雑誌論文として印刷公表される。

Research Products

• [Publications] 赤堀誠至: "中空糸高分子膜を用いたトリチウムの濃縮について(2)"Proceedings of the Second Workshop on Environmental Radioactivity. KEK Proceedings 2001-14. 67-71 (2002)
• [Publications] Shinichi Sasaki: "Basic characteristics of hollow-filament polyimide membrane in gas separation and application to tritium monitors"Jornal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. (To be published).
• [Publications] Eriko Tega: "STUDY ON SELECTIVE SEPARATION OF TRITIUM USING A HOLLOW-FILAMENT TYPE POLYIMIDE MEMBRANE MODULE ITS APPLICATION TO TRITIUM MONITORING IN HIGH-ENERGY ACCELERATOR FACILITIES"Fusion Science and Technology. (To be published)Vol.41No.3.