Tritium recovery by plasma decomposition of gaseous tritiated compounds

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K13899
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 14020:Nuclear fusion-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: OYA Makoto 九州大学, 総合理工学研究院, 助教 (10804750)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 水素化合物ガス / プラズマ分解 / 燃料循環システム

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to clarify the validity of tritium recovery by plasma decomposition of gaseous tritiated compounds. Although carbon was deposited on the reactor wall as a by-product of methane decomposition, the carbon deposition elevated the efficiency of water vapor decomposition. This was because the inverse reaction of the decomposition was suppressed by chemical bonding of carbon and oxygen. Furthermore, in simultaneous decomposition of methane and water vapor, the efficiencies of their decomposition were increased.

Free Research Field

核融合学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

触媒化学反応を用いた従来法では、反応容器内での副生成物（特に炭素）の堆積が問題であり、また、ガス種の分離工程が必要であった。本研究により、プラズマ分解法で反応容器内の堆積炭素を除去しながら、水蒸気を高効率に分解できることを示した。また、プラズマ分解法はガスの化学的性質に依らないため、ガス種の分離なしに一括して分解処理することができ、さらに、メタンと水蒸気の同時分解は共に高い分解率を保つことも示した。これらのことから、プラズマ分解法は、燃料循環システムの要素機器の負荷を低減できる。