| 研究課題/領域番号 |
12680513
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
原子力学
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| 研究機関 | 高エネルギー加速器研究機構 |
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研究代表者 |
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)
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| 研究分担者 |
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)
沖 雄一 京都大学, 原子炉実験所, 助教授 (40204094)
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)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2001年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2000年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
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| キーワード | 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 / 電離箱 |
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| 研究概要 |
トリチウム(T))は半減期が約12年と長く、加速器施設から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、その量を直接測定し放出を制御する事は加速器放射線防護における重要な要素である。しかしながら、トリチウムは低エネルギーベータ線しか放出せず、かつ排気中に同時に存在する他の空気放射化核種(^3H,^<11>C,^<13>N,^<15>O,^<41>Ar等)が測定の際の妨害核種となるために、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。分離膜における種々のトリチウム形態(HT、HTO、CH_3T等)の透過特性を把握し分離濃縮の可能性を検討するため、分離膜試験装置を設計試作し、水素同位体(水素及び重水素)を用いて空気、窒素、アルゴン中でその透過特性を調べた。装置は、分離膜モジュール、タンク(250l)、試料循環用ポンプ、流量計、及び隔膜型圧力計から構成され、配管にはステンレスパイプ、金属継手等を用いた。試料気体の成分分析には四重極型質量分析計並びにガスクロマトグラフを用いた。分離膜における供給側に対する透過側圧力の比(γ)を変化させて測定した結果、水素や重水素に対しては最大25倍以上の濃縮度が得られ、濃縮度を含む水素同位体の透過特性には同位体効果がないことが判明した。従って、トリチウムの場合にも水素や重水素で得られたものと同様な特性を示すものと考えられる。また、水素同位体の濃縮度は、酸素やアルゴンと比較して十分に大きく、これらの核種からの分離濃縮の可能性が示された。また、十字流モデルを用いた計算の結果は、広範な条件下で実験値を再現できるようになり、分離膜における透過・分離機構を解明する上でも大きな手がかりが得られた。水の透過特性に関する測定を開始した。現在、再現性のある結果を得るため測定を継続して行っている。また、本研究では、加速器施設におけるトリチウムの実時間モニタリングへの具体的な適用を考慮して、現行の放射線モニタリングシステムの簡単な総括を行い、排気モニターと組み合わされたトリチウムモニターの詳細を検討した。本研究で得られた成果は、幾つかの国際会議並びに国内研究集会で発表されるとともに、雑誌論文として印刷公表された。
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