2008 Fiscal Year Annual Research Report
マルチ放射線プローブによるオンライン溶液組成計測法の研究
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20560716
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
久保 真治 Japan Atomic Energy Agency, 原子力基礎工学研究部門, 研究副主幹 (20355019)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長家 康展 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力基礎工学研究部門, 研究副主幹 (20391310)
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| Keywords | 熱化学水素製造法 / ISプロセス / ガンマ線 / 中性子線 / モンテカルロ法 / プラント制御 / ヨウ化水素 / ヨウ素 |
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| Research Abstract |
CO_2を排出せず大規模水素製造が期待できる熱化学法ISプロセスを実現するためには、化学プロセスの安全性、操作性を確保する上での必須技術である溶液組成計測法の開発が重要課題である。複数の放射線をプローブとする組成計測方法(マルチ放射線プローブ法)を用いることにより、従来法には無い優れた特徴(多成分溶液を連続計測、センサーが非接触で高温高腐食環境に耐える、簡便な実施、多様なプロセスに適用)を持つオンライン組成計測法の確立が期待できる。今年度は、ISプロセスの主要流体のポリヨウ化水素酸(HI-I_2-H_20溶液)を用い、マルチ放射線プローブ法の原理・適用を検証するためのラボスケーノ測定実験を行った。樹脂製容器(内径約200mm)に供試溶液(室温)を注入し、底部に設置した中性子水分計によって、高速中性子(カリフォルニウム線源2.5MeV)照射による熱中性子カウント値を取得した。供試溶液を、水、ヨウ化水素酸(HI-H_2O溶液)、ポリヨウ化水素酸と変え、溶液中の水素原子体積濃度を変化させると、これら濃度とカウント値に相関が認められた。また、ガンマ線照射(セシウム線源0.6MeV)によるガンマ線透過率データ(ガンマ線密度計を利用して取得)は、溶液中のヨウ素原子モル分率と相関していた。さらに、シミュレーションによる計測システムの設計手法を構築するため、炉心特性解析用モンテカルロ法コードを用いたシミュレーションを実施した。計算体系は簡略化した体系(円柱状溶液のみをモデル化、検出器は大きな平板状体系)を用いた。水、ポリヨウ化水素酸を用いた計算体系について2種類の放射線プローブを適用し、検出器応答に対して有意な差が見られることが確認できた。これら結果は、マルチ放射線プローブ法によるポリヨウ化水素酸組成の定量可能性およびモンテカルロシミュレーションによる同溶液組成の予測可能性を示すものである。
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