| 研究課題/領域番号 |
21K13899
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分14020:核融合学関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
大宅 諒 九州大学, 総合理工学研究院, 助教 (10804750)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 水素化合物ガス / プラズマ分解 / 燃料循環システム / プラズマ分解法 / トリチウム抽出 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、燃料循環システムの要素機器として、プラズマを用いたトリチウム化水素化合物ガス（炭化水素, 水蒸気, アンモニア）の分解によるトリチウム抽出法の有効性を明らかにすることを目的とする。そのために、(1)最適な分解効率を与えるプラズマ条件の選定と、(2)副生成物の堆積を低減するための手法の検討を行い、高効率化と長時間維持を図る。さらに、(3)核融合実験装置からの真空排気ガスを想定した実証実験を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、プラズマを用いたトリチウム化水素化合物ガスの分解によるトリチウム抽出法について、その有効性を明らかにすることを目的とする。メタンの分解により反応容器壁に堆積した炭素が、水蒸気の分解率を向上させることを示した。これは副生成物の酸素と炭素の結合により、分解の逆反応が抑制されたためと考えられる。また、メタンと水蒸気を同時に分解することによって、ともに更に高い分解率を長時間維持できる相乗効果が明らかとなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
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。
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