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核融合施設火災時のトリチウム除去システムの性能確保に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K06949
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 核融合学
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

岩井 保則  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 六ヶ所核融合研究所 ブランケット研究開発部, グループリーダー(定常) (70354610)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード核融合 / 化学工学 / 触媒・化学プロセス / トリチウム / 火災 / ハロゲン / モレキュラーシーブ / 炭化水素
研究成果の概要

大量の放射性物質トリチウムを燃料として取り扱う核融合炉施設では放射性物質の環境への漏洩を防ぐトリチウム除去システムの性能維持が重要です。施設火災時においてもトリチウム除去システムの除去性能の確実な維持が求められます。トリチウム除去システムを構成するトリチウムの触媒酸化塔や酸化後に生じるトリチウム水蒸気の除去装置について、施設火災時に発生が想定される過剰な水蒸気や炭化水素等の被毒性ガスによりトリチウム除去システムの除去性能が低下・喪失することを防ぐ要素技術を開発し、施設火災時においても受動的に性能を維持できるトリチウム除去システムの実証を行いました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

一般的には既に確立されているように見えるトリチウム処理システムであるが、核融合原型炉で本格化する炉内におけるトリチウムの自己生産に伴う大量トリチウム取扱の常態化に対して、火災等の施設異常時にトリチウム除去性能を維持できるシステムの確立に向けて技術的課題を解決しておくことは、核融合炉の安全性向上に伴う社会的受容性の確保に不可欠である。ITERだけではなく核融合原型炉にむけた研究開発が本格化している現在においても、火災等の異常時のトリチウム除去性能の確保に向けた研究は未実施であり、世界に先駆けて火災時におけるトリチウム除去システムの健全性確保の鍵となる技術の確立は意義が大きいと考える。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Technical background on design of DS recombiner for fusion facility2019

    • 著者名/発表者名
      Iwai Yasunori, Edao Yuki, Kurata Rie, Suzuki Takumi, Isobe Kanetsugu
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: 印刷中 ページ: 1162-1165

    • DOI

      10.1016/j.fusengdes.2019.02.032

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Importance of Simultaneous Combustion of Hydrocarbons by Detritiation System in an Event of Fire at Nuclear Fusion Facility2019

    • 著者名/発表者名
      Iwai Yasunori, Edao Yuki, Kurata Rie, Isobe Kanetsugu
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 399-404

    • DOI

      10.1080/15361055.2019.1600932

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental evaluation of tritium oxidation efficiency in the room temperature recombiner2018

    • 著者名/発表者名
      Iwai Yasunori、Edao Yuki、Sato Katsumi、Kondo Akiko、Asahara Hiroo、Inomiya Hiroshi
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: 印刷中 ページ: 120-124

    • DOI

      10.1016/j.fusengdes.2018.01.021

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tritium oxidation test by platinum-alumina catalyst under moisture and hydrocarbons atmosphere2018

    • 著者名/発表者名
      Edao Yuki, Sato Katsumi, Asahara Hiroo, Inomiya Hiroshi, Iwai Yasunori
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: 136 ページ: 319-323

    • DOI

      10.1016/j.fusengdes.2018.02.017

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of halogenated gas on detritiation efficiency of detritiation system2017

    • 著者名/発表者名
      Iwai Yasunori、Edao Yuki、Kondo Akiko、Sato Katsumi
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: 124 ページ: 740-743

    • DOI

      10.1016/j.fusengdes.2017.04.100

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Demonstration of Passive Tritium Oxidation Using a Hydrophobic Catalytic Recombiner for Detritiation System2017

    • 著者名/発表者名
      Iwai Yasunori、Edao Yuki、Sato Katsumi
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology

      巻: 72 ページ: 516-522

    • DOI

      10.1080/15361055.2017.1330624

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance of tritium analysis system using inorganic-based hydrophobic platinum catalyst2017

    • 著者名/発表者名
      Edao Yuki、Iwai Yasunori、Sato Katsumi、Hayashi Takumi
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: 124 ページ: 818-821

    • DOI

      10.1016/j.fusengdes.2017.03.116

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 疎水性触媒が未来エネルギー「核融合炉」の安全性向上に果たす役割2017

    • 著者名/発表者名
      岩井保則、枝尾祐希、久保仁志、大嶋優輔
    • 雑誌名

      触媒

      巻: 59 ページ: 2-8

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] DEMONSTRATION OF PASSIVE TRITIUM OXIDATION USING A HYDROPHOBIC CATALYTIC RECOMBINER FOR DETRITIATION SYSTEM2017

    • 著者名/発表者名
      Yasunori IWAI, Yuki EDAO, Katsumi SATO
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] トリチウム除去系触媒酸化塔における炭化水素の燃焼挙動の実験的評価2018

    • 著者名/発表者名
      枝尾 祐希, 倉田 理江, 鈴木 卓美, 岩井 保則, 磯部 兼嗣, 山田 正行, 山西 敏彦, 林 巧
    • 学会等名
      第12回核融合エネルギー連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] パイロット規模向流水-水蒸気交換塔によるトリチウム水蒸気の回収性能2018

    • 著者名/発表者名
      岩井 保則, 枝尾 祐希, 倉田 理江, 鈴木 卓美, 磯部 兼嗣, 山田 正行, 山西 敏彦, 林 巧
    • 学会等名
      第12回核融合エネルギー連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 核融合施設火災時のトリチウム除去システムの性能確保に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      岩井 保則, 枝尾 祐希
    • 学会等名
      日本原子力学会2018年秋の大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] トリチウム除去系の触媒塔におけるトリチウム化メタン生成評価2018

    • 著者名/発表者名
      枝尾 祐希, 浅原 浩雄, 佐藤 克美, 岩井 保則
    • 学会等名
      日本原子力学会2018年秋の大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Technical background on design of DS recombiner for fusion facility2018

    • 著者名/発表者名
      Iwai Yasunori, Edao Yuki, Kurata Rie, Suzuki Takumi, Isobe Kanetsugu
    • 学会等名
      30th Symposium on Fusion Technology (SOFT2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generation of tritiated methane by reaction between tritium and methane on catalyst2018

    • 著者名/発表者名
      Edao Yuki, Kondo Akiko, Sato Katsumi, Asahara Hiroo, Inomiya Hiroshi, Iwai Yasunori
    • 学会等名
      30th Symposium on Fusion Technology (SOFT2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Importance of Promoting Combustion of Hydrocarbons by Detritiation System in an Event of Fire at Nuclear Fusion Facility2018

    • 著者名/発表者名
      Iwai Yasunori, Edao Yuki, Kurata Rie, Isobe Kanetsugu
    • 学会等名
      The 23rd Topical Meeting on the Technology of Fusion Energy
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] トリチウム除去系触媒酸化反応器のアンモニア被毒影響に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      岩井保則、枝尾祐希、近藤亜貴子、佐藤克美
    • 学会等名
      日本原子力学会2017年春の年会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(平塚市)
    • 年月日
      2017-03-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] トリチウム触媒酸化塔における水蒸気及び炭化水素の影響2017

    • 著者名/発表者名
      枝尾祐希、佐藤克美、近藤亜貴子、井ノ宮大、浅原浩雄、岩井保則、林巧
    • 学会等名
      日本原子力学会2017年春の年会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(平塚市)
    • 年月日
      2017-03-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 核融合施設内トリチウム漏洩事象時のトリチウム室温酸化処理に関する実験検証2017

    • 著者名/発表者名
      岩井保則、枝尾祐希、近藤亜貴子、佐藤克美、浅原浩雄、井ノ宮大
    • 学会等名
      日本原子力学会2017年秋の大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 火災時発生ガスを伴う低温触媒塔のトリチウム酸化性能評価2017

    • 著者名/発表者名
      枝尾祐希、佐藤克美、井ノ宮大、浅原浩雄、近藤亜貴子、岩井保則
    • 学会等名
      日本原子力学会2017年秋の大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Experimental Evaluation of Tritium Oxidation Efficiency in the Room Temperature Recombiner2017

    • 著者名/発表者名
      Yasunori IWAI, Yuki EDAO, Katsumi SATO, Akiko KONDO, Hiroo ASAHARA, Hiroshi INOMIYA
    • 学会等名
      13th International Symposium on Fusion Nuclear Technology (ISFNT13)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tritium oxidation test by platinum-alumina catalyst under moisture and hydrocarbons atmosphere2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki EDAO, Katsumi SATO, Hiroo ASAHARA, Hiroshi INOMIYA, Yasunori IWAI
    • 学会等名
      13th International Symposium on Fusion Nuclear Technology (ISFNT13)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] [87564:ポスター発表] 向流水-水蒸気交換塔によるトリチウム水蒸気の捕集・回収に関する実験検証2017

    • 著者名/発表者名
      岩井保則、枝尾祐希、磯部兼嗣、鈴木卓美、山西敏彦
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 施設異常発生時のトリチウム除去系触媒酸化塔の性能維持に関する実験検証2017

    • 著者名/発表者名
      枝尾祐希、岩井保則、磯部兼嗣、鈴木卓美、山西 敏彦
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 核融合トリチウム除去システムにおけるトリチウム酸化触媒塔の設計検討2017

    • 著者名/発表者名
      岩井保則、枝尾祐希、鈴木卓美、磯部兼嗣
    • 学会等名
      日本原子力学会2018年春の年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of halogenated gas on detritiation efficiency of detritiation system2016

    • 著者名/発表者名
      Yasunori IWAI, Yuki EDAO, Akiko KONDO, Katsumi SATO
    • 学会等名
      29th Symposium on fusion technology
    • 発表場所
      Prague (Czech Republic)
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Improvement of Quantitative Analysis Method of Tritium Using Hydrophobic Catalyst2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki EDAO, Yasunori IWAI, Katsumi SATO, Takumi HAYASHI
    • 学会等名
      29th Symposium on fusion technology
    • 発表場所
      Prague (Czech Republic)
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] DEMONSTRATION OF PASSIVE TRITIUM OXIDATION USING A HYDROPHOBIC CATALYTIC RECOMBINER FOR DETRITIATION SYSTEM2016

    • 著者名/発表者名
      Yasunori IWAI, Yuki EDAO, Katsumi SATO
    • 学会等名
      The 22nd ANS Topical Meeting on the Technology of Fusion Energy
    • 発表場所
      Philadelphia(USA)
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ITER におけるトリチウム除去システムの設計進捗と技術的課題2016

    • 著者名/発表者名
      岩井保則、枝尾祐希
    • 学会等名
      NIFS一般共同研究研究会「生物・環境影響の観点からみた核融合システムのトリチウム安全性」
    • 発表場所
      核融合科学研究所(土岐市)
    • 年月日
      2016-08-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] トリチウムを除去・回収する疎水性触媒の開発2016

    • 著者名/発表者名
      岩井保則、枝尾祐希、佐藤克美、近藤亜貴子、久保仁志、大嶋優輔
    • 学会等名
      第11回核融合エネルギー連合講演会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡市)
    • 年月日
      2016-07-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 施設火災時を考慮したITERトリチウム除去系の設計に関する実験的検討2016

    • 著者名/発表者名
      枝尾祐希、岩井保則、佐藤克美、近藤亜貴子、林巧
    • 学会等名
      第11回核融合エネルギー連合講演会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡市)
    • 年月日
      2016-07-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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