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2010 年度 実績報告書

トリチウムの閉じ込めに関わる高濃度トリチウム水及び有機物の化学的現象の解明

計画研究

研究領域核融合炉実現を目指したトリチウム研究の新展開
研究課題/領域番号 19055009
研究機関独立行政法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

山西 敏彦  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究主席 (30354616)

研究分担者 岩井 保則  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究副主幹 (70354610)
磯部 兼嗣  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究副主幹 (00354613)
原 正憲  富山大学, 水素同位体科学研究センター, 准教授 (00334714)
杉山 貴彦  名古屋大学, 工学部, 准教授 (90353440)
奥野 健二  静岡大学, 理学部, 教授 (80293596)
キーワードトリチウム水 / 化学反応 / 閉じ込め / 透過漏洩 / 同位体分離 / 有機トリチウム
研究概要

原子力機構においては、トリチウム(T)除去技術について、無機担体をベースとした疎水性白金触媒を用いたT酸化反応のデータ整備を進め、室温近傍では反応律速であり、100℃超では細孔拡散律速であることを明らかにした。疎水性白金触媒によるトリチウム酸化機構解明では、雰囲気水蒸気濃度にかかわらず、触媒表面への水分子吸着を阻害し、高いトリチウム酸化効率を示すことを明らかにした。T水処理システムにおいては、高濃度T水に対する耐久性を大幅に高めることを目的に、フッ素系高分子電解膜の放射線架橋が大きく進行する条件を明らかにした。高濃度T水による材料腐食の研究に関しては、高濃度T水のpHが異なる場合の腐食挙動について、電気化学的な手法を用いたデータを取得した。有機T(T化メタン)の酸化に関しては、Pd/ZrO2触媒を開発したが、200-500℃の高温でも、触媒表面の吸着水により酸化性能が低下する傾向が認められた。高温でも疎水性を維持できる疎水化処理を施したPd/ZrO2の試作を行い、蒸気劣化挙動を抑える見通しを得た。
名古屋大学においては、T含有排水の処理に用いる電解セル化学交換塔の前処理装置として、二重温度二重圧力化学交換塔の適用を検討した。圧力が1~10気圧、温度が20~140℃の比較的穏やかな条件において、処理すべきT水量を1/10に減容できることを、解析研究により示した。
富山大学においては、ポリイミドとセルロース中のT水の透過挙動及びT水の溶解量を測定し、活性化エネルギーはそれぞれ-5.0kJ/mol、5.2kJ/mol、T水の溶解エンタルピーは-34kJ/mol、-36kJ/mol、拡散の活性化エネルギーは29kJ/mol、41kJ/molであることを明らかにした。
静岡大学においては、水素同位体透過に及ぼす金属酸化膜の膜形成温度及び成分の影響についてデータを得た。

  • 研究成果

    (33件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (21件)

  • [雑誌論文] Radiation-induced crosslinking of Nafion N117CS membranes2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Iwai, A.Hiroki, M.Tamada
    • 雑誌名

      Journal of Membrane Science

      巻: 369 ページ: 397-403

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent R&D results on polymeric materials for a SPE-type high-level tritiated water electrolyzer system2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Iwai, K.Sato, A.Hiroki, 他3名
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: 85 ページ: 1421-1425

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Verification of hydrogen isotope separation/enrichment by pressure swing adsorption process : Successive enrichment of deuterium using SZ-5A column2010

    • 著者名/発表者名
      K.Kotoh, M.Tanaka, S.Takashima, T.Tsuge, Y.Asakura, T.Uda, T.Sugiyama
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: 85 ページ: 1992-1998

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of tritiated vapor absorbent applicable to the atmospheric Detritiation system in a nuclear facility2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Iwai, T.Yamanishi
    • 雑誌名

      Applied Radiation and Isotopes

      巻: 68 ページ: 1642-1649

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Pt/ASDBC catalyst applicable for hydrogen oxidation in the presence of saturated water vapor at room temperature2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Iwai, K.Sato, T.Yamanishi
    • 雑誌名

      Journal of Plasma and Fusion Research SERIES

      巻: 9 ページ: 332-337

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Permeation of tritiated water through polypropylene2010

    • 著者名/発表者名
      M.Hara, Y.Togashi
    • 雑誌名

      Annual Rep.Hydrogen Isotope Research Center, Toyama University

      巻: 29,30 ページ: 61-64

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of ceria concentration in the electrode on water decomposition efficiency2010

    • 著者名/発表者名
      K.Isobe, T.Yamanishi
    • 雑誌名

      富山大学水素同位体科学研究センター研究報告

      巻: 29,30 ページ: 51-54

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preliminary study on elecrochemical corrosion behavior of F82H steel2010

    • 著者名/発表者名
      M.Oyaidzu, T.Yamanishi
    • 雑誌名

      富山大学水素同位体科学研究センター研究報告

      巻: 29,30 ページ: 45-49

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional morphology of blister-like structures and deuterium retention in tungsten exposed to low-energy, high-flux D Plasma2010

    • 著者名/発表者名
      V.Kh.Alimov, S.Lindig, M.Balden, K.Isobe, 他3名
    • 雑誌名

      富山大学水素同位体科学研究センター研究報告

      巻: 29,30 ページ: 71-81

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of hydrogen isotope retention and irradiation damage behaviors in tungsten and SS-316 with simultaneous C+-D2+ implantation

    • 著者名/発表者名
      Y.Oya, 他8名
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: (印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A simulation model for transient response of a gas separation module using a hollow fiber membrane

    • 著者名/発表者名
      T.Sugiyama, N.Miyahara, M.Tanaka, K.Munakata, I.Yamamoto
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: (印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic behaviors of deuterium retained in SS-316 oxidized at various temperatures

    • 著者名/発表者名
      M.Kobayashi, 他8名
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology

      巻: (印刷中)

    • 査読あり
  • [学会発表] Tritiated water permeation through polypropylene2011

    • 著者名/発表者名
      M.Hara
    • 学会等名
      Korea-Japan Tritium Workshop
    • 発表場所
      INTEC, KAERI, Korea
    • 年月日
      2011-01-19
  • [学会発表] ステンレス表面酸化膜の酸化膜形成温度変化における水素同位体滞留挙動の研究2010

    • 著者名/発表者名
      藤島徹生, 他10名
    • 学会等名
      原子力学会/第42回中部支部研究発表会
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋)
    • 年月日
      2010-12-14
  • [学会発表] ステンレス表面酸化膜中の水素同位体滞留挙動に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      押尾純也, 他9名
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会/第27回年会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2010-12-01
  • [学会発表] Multi-cycle performance of air detritiation dryer packed with silica gel2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Iwai, T.Yamanishi
    • 学会等名
      19th Topical Meeting on the Technology of Fusion Energy (TOFE-19)
    • 発表場所
      Riviera Hotel & Casino、ラスベガス(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2010-11-08
  • [学会発表] Hydrogen-tritium isotope separation by CECE process with a randomly packed LPCE column2010

    • 著者名/発表者名
      T.Sugiyama, E.Suzuki, M.Tanaka, I.Yamamoto
    • 学会等名
      9th International Conference on Tritium Science and Technology (Tritium2010)
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良)
    • 年月日
      2010-10-27
  • [学会発表] HTO Contamination on Polymeric Materials2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Iwai, K.Kobayashi, T.Yamanishi
    • 学会等名
      9th International Conference on Tritium Science and Technology (Tritium2010)
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良)
    • 年月日
      2010-10-25
  • [学会発表] Water vapor permeability of polypropylene2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Togashi, M.Hara
    • 学会等名
      9th International Conference on Tritium Science and Technology (Tritium2010)
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良)
    • 年月日
      2010-10-25
  • [学会発表] Development of high efficiency electrode for highly tritiated water processing2010

    • 著者名/発表者名
      K.Isobe, T.Yamanishi
    • 学会等名
      9th International Conference on Tritium Science and Technology (tritium 2010)
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良)
    • 年月日
      2010-10-25
  • [学会発表] Self-radiation reaction between tritium and carbon dioxide at elevated temperature2010

    • 著者名/発表者名
      K.Isobe, H.Nakamura, T.Yamanishi, 他1名
    • 学会等名
      9th International Conference on Tritium Science and Technology (tritium 2010)
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良)
    • 年月日
      2010-10-25
  • [学会発表] Effects of Tritiated Water on Corrosion Behavior of SUS3042010

    • 著者名/発表者名
      M.Oyaidzu, K.Isobe, T.Yamanishi, 他1名
    • 学会等名
      9th International Conference on Tritium Science and Technology (tritium 2010)
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良)
    • 年月日
      2010-10-25
  • [学会発表] Dynamic behaviors of deuterium retained in SS-316 oxidized at various temperatures2010

    • 著者名/発表者名
      M.Kobayashi, 他8名
    • 学会等名
      19th Topical Meeting on the Technology of Fusion Energy (TOFE-19)
    • 発表場所
      Riviera Hotel, Las Vegas, Nevada(アメリカ)
    • 年月日
      2010-10-08
  • [学会発表] Studies on permeation behavior of tritium in cooling piping material2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Oya, K.Okuno, 他7名
    • 学会等名
      19th Topical Meeting on the Technology of Fusion Energy (TOFE-19)
    • 発表場所
      Riviera Hotel, Las Vegas, Nevada(アメリカ)
    • 年月日
      2010-10-08
  • [学会発表] Development of Pt/ASDBC Catalyst for Room Temperature Recombiner of Atmosphere Detritiation System2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Iwai, K.Sato, T.Yamanishi
    • 学会等名
      26th Symposium on Fusion Technology
    • 発表場所
      Alfandega Conference Center、ポルト(ポルトガル)
    • 年月日
      2010-09-29
  • [学会発表] Transient response simulation of tritium removal with gas separation membrane2010

    • 著者名/発表者名
      T.Sugiyama, N.Miyahara, M.Tanaka, K.Munakata, I.Yamamoto
    • 学会等名
      26th Symposium on Fusion Technology
    • 発表場所
      Alfandega Conference Center、ポルト(ポルトガル)
    • 年月日
      2010-09-29
  • [学会発表] 室温酸化反応塔の実現に向け新規開発した疎水性白金触媒のトリチウム酸化性能評価2010

    • 著者名/発表者名
      岩井保則、佐藤克美、山西敏彦, 他5名
    • 学会等名
      日本原子力学会2010秋の大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2010-09-16
  • [学会発表] ステンレス酸化膜中における水素同位体滞留挙動の解明2010

    • 著者名/発表者名
      鈴木優斗, 他8名
    • 学会等名
      日本原子力学会2010秋の大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2010-09-16
  • [学会発表] 通り抜け段モデルによる化学交換塔の分離性能解析2010

    • 著者名/発表者名
      杉山貴彦、山本一良
    • 学会等名
      日本原子力学会2010秋の大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2010-09-16
  • [学会発表] 置換クロマトグラフィーLi同位体分離に用いるクラウンエーテル固定化シリカゲルの作製2010

    • 著者名/発表者名
      杉浦圭、平林大介、澤田佳代、杉山貴彦、榎田洋一、山本一良
    • 学会等名
      日本原子力学会2010秋の大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2010-09-16
  • [学会発表] トリチウム除去用水分膜分離装置の透過係数と分離係数の評価2010

    • 著者名/発表者名
      島井栄允、平林大介、澤田佳代、杉山貴彦、榎田洋一、山本一良
    • 学会等名
      日本原子力学会2010秋の大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2010-09-16
  • [学会発表] ステンレスにおける水素同位体透過挙動の解明2010

    • 著者名/発表者名
      押尾純也、大矢恭久、奥野健二, 他4名
    • 学会等名
      日本保全学会第7回学術講演会
    • 発表場所
      御前崎市民会館・中部電力(株)浜岡原子力館(静岡)
    • 年月日
      2010-07-14
  • [学会発表] ポリプロピレン膜中のトリチウム水の透過2010

    • 著者名/発表者名
      藤樫由佳、原正憲
    • 学会等名
      核融合エネルギー連合講演会
    • 発表場所
      岐阜県高山市市民文化会館
    • 年月日
      2010-06-10

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公開日: 2013-06-26  

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