2016 Fiscal Year Research-status Report
活性気液吸着交換材を充填した蒸留塔におけるトリチウム水濃縮分離の高効率化の研究
| Project/Area Number |
15K14281
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
深田 智 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (50117230)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | トリチウム / 蒸留 / 吸着 / 同位体分離係数 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
研究二年度として、引き続いてトリチウム蒸留分離の実験をおこなった。初年度に比べて装置を大型化し，より対象とする汚染水処理の実状況に近い条件で吸着蒸留実験を行なった。前年度の広範囲な実験から対象を絞り，おもに二種類の充填材(1)Sulzer製の規則充填材に袋状に詰めたゼオライト吸着剤を充填したものと、(2)不規則充填材としてRaschig Ringにゼオライト被覆したものを充填し，トリチウム同位体分離性能について比較検討した。その結果，いずれの充填状態においても、不活性状態のガラスビーヅに比べて吸着性のある充填材を入れた方が，理想段分離係数が高くなる効果を再確認した。
この効果をDanckwertsの表面更新説に従って解析し，蒸留充填槽内で上向きに上昇する蒸気と吸着剤間、下向きに流れる凝縮液間のトリチウム吸着/脱離の同位体効果が異なる事から，微視的時間的に変化する吸着脱離状態を表面更新時間と関連させて，蒸留塔内でH2O-HTO間の本来の揮発度比に等しい凝縮同位体分離係数に吸着脱離の効果が増強される効果を定性的に表す事ができた。
実験結果と解析結果を米国原子力学会発行のFusion Science and Technologyや速報誌であるJournal of Power and Energy Engineering等の欧文誌に発表する事ができた。また初年度に発表した国際特許の内容も更新した。今後は，同位体分離係数の増強効果をさらに広く充填槽内の気液向流状態と関連させて定量的に理解する事に実験的解析的に研究を進め，最終年度において、研究成果を広く論文として発表したい。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
蒸留実験を継続して実験する事ができ，研究二年目に米国サウスカロライナ州チャールストン市で開催されたトリチウム国際学会で成果を発表するとともに，研究成果を英語査読付き論文として２報発表する事ができた。トリチウム取扱に関する関連論文も３報発表する事ができた。研究最終年度３年目においても、同様のトリチウム関係の国際学会が米国カリフォルニア州リバモア市で開催される予定であり，そこで、本蒸留実験の成果発表し，広くトリチウム排水の減容化処理の成功に向けて研究を進めたい。
|
| Strategy for Future Research Activity |
研究計画の２年目であり、初年度で得られた蒸留同位体分離に関する新規改善の原理実証に関する研究成果を引き続いて，実規模へ拡張する事を念頭に，液分散と同位体分離係数の関係，吸着と脱着の同位体分離係数の寄与，蒸留塔内でのフラッディングやローディングの物理的沮止のための方策を検討する。実際には，充填物をより空隙率の大きいものに入れ替え，吸脱着の表面更新時間を改善するためのより多方面の充填材の検討をおこないたい。
研究の最終年度では，米国カリフォルニア州リバモア市で開催されるトリチウムの国際学会での発表や論文発表をさらに充実させて行ないたい。
|
| Causes of Carryover |
初年度に小型装置にて実験研究をおこない成果が得られたため，次年度に予定した物品費等を併せて使用し，新たな研究成果を得た。最終年度に引き続いて実験研究を行うとともに、国際学会で成果発表するため、次年度の一部を最終年度に転用し，最大限の成果を引き出したい。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
最終年度に米国で開催される国際学会で発表する経費を確保するとともに，最終年度に着実に成果を得るために効果的な使用を計画した。
|
Research Products
(14 results)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Estimation of Tritium Permeation Rate to Cooling Water in Fusion DEMO Condition2016
Author(s)
Kazunari Katayama, Youji Someya, Kenji Tobita, Hirofumi Nakamura, Hisashi Tanigawa, Makoto Nakamura, Nobuyuki Asakura, Takumi Chikada, Yuji Hatano, Satoshi Fukada
Organizer
11th International Conference on Tritium Science & Technology, Tritium 2016
Place of Presentation
チャールストン, SC, USA
Year and Date
2016-04-17 – 2016-04-22
Int'l Joint Research
-
-
-
