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核種分離プロセスの高度化を目指した液々向流遠心抽出装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21360466
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 原子力学
研究機関東京工業大学

研究代表者

竹下 健二  東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (80282870)

研究分担者 木倉 宏成  東京工業大学, ソリューション研究機構, 准教授 (00302985)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
2011年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2010年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2009年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
キーワード遠心抽出 / 液々向流 / Taylor-Couette流 / 多段分離 / 分散 / 核種分離 / 流動可視化 / 流動解析 / 油水向流 / 連続抽出 / 軸混合効果 / 超音波パルスドップラー法 / 理論段数 / 微粒化 / セシウム / 発熱性核種
研究概要

Taylor-Couette流を伴う液々向流型遠心抽出装置を提案し、装置の高性能化を達成するために次の3つの課題を検討した。
(1)油水向流の安定性向上
(2)油水エマルジョンを用いた高効率抽出
(3)装置のスケールアップとプロセス検証
その結果、液々向流を安定化させ、油相を高分散化するための油相、水相及び内筒の物性を明らかにした。また、油水をエマルジョン化してPEG(ポリエチレングリコール)で安定化することで、10段以上の高い抽出理論段数(高速抽出)が達成できた。装置の大型化(塔高を高くすること)によって、高抽出理論段数の正抽出と高速逆抽出が可能であることが明らかにされた。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (24件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 軸流を伴うテーラークエッテ渦流れのUVP計測2011

    • 著者名/発表者名
      高橋秀治、木倉宏成、竹下健二、有冨正憲
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B編)

      巻: 76 ページ: 1006-1010

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristics of Taylor-Couette vortex flow with counter flow2011

    • 著者名/発表者名
      H. Takehashi, H. Kikura, K. Takeshita, M. Aritomi
    • 雑誌名

      J. Japanese Society for Experimental Mechanics

      巻: 11 ページ: 168-173

    • NAID

      10029700350

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization of Centrifuge Extraction Operation by Visualization of Oil-water Countercurrent Flow2011

    • 著者名/発表者名
      M. Nakase, R. Makabe, K. Takeshita, H. Kikura
    • 雑誌名

      17th International Conference on Separation Science and Technology for Energy Applications

      巻: p-53

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Visualization of Oil-water Flow in Countercurrent Centrifuge Extractor by UVP Measurement and Numerical Calculation2011

    • 著者名/発表者名
      M. Nakase, R. Makabe, K. Takeshita
    • 雑誌名

      1st China-Japan Academic Symposium on Nuclear Fuel Cycle

      ページ: 6-10

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of Dispersed Phase Flow in Centrifugal Extractor Using Taylor-Couette Vortex Flow2011

    • 著者名/発表者名
      H. Takahashi, H. Kikura, K. Takeshitaand M. Aritomi
    • 雑誌名

      The 8th ASME-JSME Thermal Engineering Joint Conference

      巻: AJTEC ページ: 2011-44403

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 軸流を伴うテーラークェッテ渦流れのUVP計測2011

    • 著者名/発表者名
      高橋秀治、木倉宏成、竹下健二、有冨正憲
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B編)

      巻: 77 ページ: 1006-1010

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristics of Taylor-Couette vortex flow with counter flow2011

    • 著者名/発表者名
      H.Takehashi, H.Kikura, K.Takeshita, M.Aritomi
    • 雑誌名

      J.Japanese Society for Experimental Mechanics

      巻: 11 ページ: 168-173

    • NAID

      10029700350

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization of Centrifuge Extraction Operation by Visualization of Oil-water Countercurrent Flow2011

    • 著者名/発表者名
      M.Nakase, R.Makabe, K.Takeshita, H.Kikura
    • 雑誌名

      17^<th> International Conference on Separation Science and Technology for Energy Applications

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of Oil-water Flow in Countercurrent Centrifuge Extractor by UVP Measurement and Numerical Calculation (Best Presentation Award)2011

    • 著者名/発表者名
      M.Nakase, R.Makabe, K.Takeshita
    • 雑誌名

      1st China-Japan Academic Symposium on Nuclear Fuel Cycle

      ページ: 6-10

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 軸流を伴うテイラークエット渦流れのUVP計測2011

    • 著者名/発表者名
      高橋秀治・木倉宏成・竹下健二・有冨正憲
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B編)

      巻: 77 ページ: 1006-1006

    • NAID

      130000873860

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] aylor-Couette流を伴う液々向流型遠心抽出装置の開発2010

    • 著者名/発表者名
      竹下健二
    • 雑誌名

      混相流学会誌

      巻: 24(3) ページ: 267-274

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristics of Taylor Vortex on Counter Flow2010

    • 著者名/発表者名
      H. Takahashi, H. Kikura, K. Takeshitaand M. Aritomi
    • 雑誌名

      5thInternational Symposium on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics

      巻: No.149

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flow Characteristics of Taylor vortices in a new type liquid-liquid countercurrent centrifugal extractor2010

    • 著者名/発表者名
      H. Takahashi, H. Kikura, K. Takeshitaand M. Aritomi
    • 雑誌名

      The 8thInternational Topical Meeting onNuclear Thermal-Hydraulicsq

      巻: No.N8P0304

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flow Field Measurement of Taylor-Couette Vortex Flow with Axial Flow using UVP2010

    • 著者名/発表者名
      H. Takahashi, H. Kikura, K. Takeshitaand M. Aritomi
    • 雑誌名

      The14th International Symposium on Flow Visualization

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Taylor-Couette流を伴う液々向流型遠心抽出装置の開発Development of Liquid-liquid Countercurrent Centrifugal Extractor with Taylor-Couette Flo2010

    • 著者名/発表者名
      竹下健二
    • 雑誌名

      混相流学会24巻3号

      巻: 24 ページ: 267-274

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文]2009

    • 著者名/発表者名
      竹下健二
    • 雑誌名

      分離プロセス工学の基礎4.4.3塔型抽出装置(朝倉書店)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] VOFモデルによる液々向流型遠心抽出器内の油水流動解析2012

    • 著者名/発表者名
      中瀬正彦、竹下健二
    • 学会等名
      日本原子力学会2012春の年会
    • 発表場所
      福井大学
    • 年月日
      2012-03-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 液々向流型遠心抽出器内の油水分散挙動解析2012

    • 著者名/発表者名
      中瀬正彦、竹下健二
    • 学会等名
      化学工学会第77年会
    • 発表場所
      工学院大学
    • 年月日
      2012-03-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 液々向流型遠心抽出器の流動場解析による油水分散性の評価2011

    • 著者名/発表者名
      中瀬正彦、竹下健二
    • 学会等名
      日本原子力学会関東甲越支部若手発表会
    • 発表場所
      東京都市大学
    • 年月日
      2011-11-17
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 液々向流型遠心抽出器の流動場解析による油水分散性の評価2011

    • 著者名/発表者名
      中瀬正彦、竹下健二
    • 学会等名
      日本原子力学会関東甲越支部若手発表会
    • 発表場所
      東京都市大学(奨励賞)
    • 年月日
      2011-11-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 液々向流型遠心抽出装置の油水流動と抽出効率の関係2011

    • 著者名/発表者名
      中瀬正彦、竹下健二
    • 学会等名
      日本原子力学会2011年秋の大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Visualization of Dispersed Phase Flow in Centrifugal Extractor Using Taylor-Couette Vortex Flow2011

    • 著者名/発表者名
      Hideharu TAKAHASHI, Hiroshige KIKURA, Kenji TAKESHITA, Masanori ARITOMI
    • 学会等名
      The 8th ASME-JSME Thermal Engineering Joint Conference (AJTEC2011)
    • 発表場所
      Waikiki Beach Marriott Resort & Spa, Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2011-03-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Characteristics of Taylor Vortex on Counter Flow2010

    • 著者名/発表者名
      Hideharu TAKAHASHI, Hiroshige KIKURA, Kenji TAKESHITA, Masanori ARITOMI
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics (5th ISEM'10-Kyoto)
    • 発表場所
      龍谷大学(京都市下京区)
    • 年月日
      2010-11-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Development of Countercurrent Centrifugal Extractor with Taylor-Couette Flow for Nuclide Separation2010

    • 著者名/発表者名
      Kenji Takeshita, Hitoshi Rokkaku, Hiroshi Kinuhata
    • 学会等名
      The Third International Symposium on Innovative Nuclear Energy Systems
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2010-11-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Flow Characteristics of Taylor vortices in a new type liquid-liquid countercurrent centrifugal extractor2010

    • 著者名/発表者名
      Hideharu TAKAHASHI, Hiroshige KIKURA, Kenji TAKESHITA, Masanori ARITOMI
    • 学会等名
      The 8th International Topical Meeting on Nuclear Thermal-Hydraulics, Operation and Safety (NUTHOS-8)
    • 発表場所
      Eton hotel, Shanghai, China
    • 年月日
      2010-10-12
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] セシウム連続抽出のための液々向流型遠心抽出装置の開発2010

    • 著者名/発表者名
      竹下健二、衣旗広志、眞壁亮司
    • 学会等名
      化学工学会第42回秋季大会
    • 発表場所
      同志社大学(京都市上京区)
    • 年月日
      2010-09-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 遠心抽出装置内テイラークエット渦流れの可視化と超音波計測2010

    • 著者名/発表者名
      高橋秀治、木倉宏成、竹下健二、有冨正憲
    • 学会等名
      日本実験力学会2010年度年次講演会講演論文集
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2010-08-17
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 遠心抽出装置内テイラークエット渦流れの可視化と超音波計測2010

    • 著者名/発表者名
      高橋秀治・木倉宏成・竹下健二・有冨正憲
    • 学会等名
      日本実験力学会2010年度年次講演会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎市)
    • 年月日
      2010-08-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 遠心抽出装置内のテイラークエット渦流れの超音波流速分布計測2010

    • 著者名/発表者名
      高橋秀治、木倉宏成、竹下健二、有冨正憲
    • 学会等名
      日本混相流学会年会講演会2010浜松講演論文集
    • 発表場所
      静岡大学
    • 年月日
      2010-07-19
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 遠心抽出装置内のテイラークエット渦流れの超音波流速分布計測2010

    • 著者名/発表者名
      高橋秀治・木倉宏成・竹下健二・有冨正憲
    • 学会等名
      日本混相流学会年会講演会2010浜松
    • 発表場所
      静岡大学(浜松市)
    • 年月日
      2010-07-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Flow Field Measurement of Taylor-Couette Vortex Flow with Axial Flow using UVP, The 14th International Symposium on Flow Visualization (ISFV14)2010

    • 著者名/発表者名
      Hideharu TAKAHASHI, Hiroshige KIKURA, Kenji TAKESHITA, Masanori ARITOMI
    • 学会等名
      The 14th International Symposium on Flow Visualization (ISFV14)
    • 発表場所
      EXCO, Daegu, Republic of Korea
    • 年月日
      2010-06-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 軸流を伴うテイラークエット渦流れのUVP計測2010

    • 著者名/発表者名
      高橋秀治・木倉宏成・竹下健二・有冨正憲
    • 学会等名
      日本機械学会第15回動力・エネルギー技術シンポジウム
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2010-06-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] テイラークエット渦流れを利用した遠心抽出装置の開発2010

    • 著者名/発表者名
      高橋秀治、木倉宏成、竹下健二、有冨正憲
    • 学会等名
      日本原子力学会関東・甲越支部第3回学生研究発表会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2010-03-12
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 高酸性溶液からのセシウム連続抽出のための液々向流型遠心抽出装置の開発2009

    • 著者名/発表者名
      衣旗広志、竹下健二
    • 学会等名
      第28回 溶媒抽出討論会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2009-11-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Development of new countercurrent centrifugal extractor with Talor-Couette flow2009

    • 著者名/発表者名
      K. Takeshita
    • 学会等名
      16th Symposium on Separation Science and Technology for Energy Applications
    • 発表場所
      Gatlinburg
    • 年月日
      2009-10-21
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of new countercurrent centrifugal extractor with Taylor-Couette flow2009

    • 著者名/発表者名
      Kenji Takeshita
    • 学会等名
      16th Symposium on Separation Science and Technology for Energy Applications
    • 発表場所
      米国、テネシー
    • 年月日
      2009-10-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 高酸性溶液からのセシウム連続抽出のための液々向流型遠心抽出装置の開発2009

    • 著者名/発表者名
      衣旗広志、竹下健二
    • 学会等名
      化学工学会第41回秋季大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2009-09-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] A New Strategy for Establishment of FBR Fuel Cycle2009

    • 著者名/発表者名
      Kenji Takeshita
    • 学会等名
      第5回日中化工シンポジウム(キーノート、招待講演)
    • 発表場所
      中国、西安
    • 年月日
      2009-07-22
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Development of countercurrent centrifugal extractor with Talor-Couette flow and its application to close-separation process2009

    • 著者名/発表者名
      K. Takeshita
    • 学会等名
      6th International Conference on Stable Osotopes and Isotope Effects
    • 発表場所
      Isotopes
    • 年月日
      2009-05-25
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of counter-current centrifugal extractor with Talor-Couette flow and its application to close-separation process2009

    • 著者名/発表者名
      Kenji Takeshita
    • 学会等名
      6th International Conference on Stable Osotopes and Isotope Effects (Isotopes2009)招待講演
    • 発表場所
      ルーマニア
    • 年月日
      2009-05-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.nr.titech.ac.jp/~takeshita/

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.nr.titech.ac.jp/~takeshita/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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