各種配管材料表面へのトリチウムの付着量の測定と除染対策

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62055024
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 西川 正史 九州大学, 工学部, 助教授 (90026229)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 譲 九州大学, 工学部, 助手 (10150484) ; 古藤 健司 九州大学, 工学部, 助手 (50091351)
• Keywords: トリチウム / 付着・脱離現象 / 電離箱電極 / ステンレス / 銅

Research Abstract

本研究では, 先ず銅製の電離箱電極表面へのトリチウム付着・脱離現象に与えるトリチウムレベル, 気流中のトリチウム同位体比, トリチウムの化学形, 気流中同伴ガス成分, 気流の温度および気流中の湿度等の影響を測定し, 銅表面へのトリチウム付着量は本研究範囲ではトリチウムレベル, 気流温度, 気流中湿度にかかわらずトリチウム同位体比で T_<cs>=1.5×10^<-8>T_m (銅)
と表わせることが判った。ここでT_<cs>は付着トリチウム相当の気流中トリチウム濃度(μCi/cm^3)で、T_mは気流中水素または水1モル当りのトリチウム放射能(μCi/mol)でトリチウム同位体比に比例する。
付着・脱離の動特性は銅表面における水素同位体の酸化, 吸・脱着および同位体交換反応を考慮することによってシミュレートすることができたが, 分子状トリチウムの付着または脱着速度はトリチウム水一水間の同位体交換反応による付着または脱着速度より桁違いに低い値であった. また実験結果より電離箱の汚染によるバックグラウンド値の変化を無視し得る測定範囲を同位体比の関数として求めることができた.
直径2mmのステンレス球6000〜8000個を含んだ模擬配管系を作成しステンレス表面へのトリチウム付着量を測定したが, 300〜400℃のステンレス表面への付着量は銅への値のほぼ1/2であった.
T_<cs>=0.70×10^<-8>T_m (ステンレスSUS304)
然し, ステンレス表面でのトリチウムの吸着・脱離挙動は銅表面での挙動に較べて複雑であることが実験上判明したので, より詳細な検討が必要であることが判った.