気流中の放射性希ガス濃度測定システムの開発とその利用に関する研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14380236
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 宗像 健三 九州大学, 総合理工学研究院, 助教授 (70264067)
• 研究分担者: 五十嵐 康人 気象研究所, 地球化学研究部, 主任研究官 (90343897)
• キーワード: 放射性希ガス / 吸着 / クリプトン / キセノン / 測定システム / 数値シミュレーション / 設計 / モニタリング

研究概要

核実験の国際的な監視、核兵器を用いたテロ犯罪の防止、原子力の平和利用のために、放射性希ガスの気流中の希ガス検知システムは、確立すべき重要技術である。本研究では、大気中放射性希ガス分析において核となる低温における放射性希ガスの吸着技術と放射性希ガスの濃縮分離技術の確立を目的とする。
本年度は、前年度に作成したガス流通式の実験装置を用い引き続き実験を行った。ガス流通式の実験装置はガス導入部、反応管部、分析系からなる。ガス導入部には種々のガスボンベがつながれ、各種混合ガスが流量制御装置を通じて反応管部に導入される。吸着材が充填される反応管部には、液体窒素温度からドライアイス温度程度までさまざまな温度に制御する必要があるため、ドライアイス、液体アルゴン、液体窒素等の冷媒と前年度購入した冷凍機システムを使用した。気流中のクリプトン、キセノン濃度の定量には前年度購入したの他用途向けオンラインガス分析器を用いた。本年度は様々な吸着材のスクリーニングテストを行い、液体窒素温度近くでの各種吸着材のクリプトン吸着量を調べた。この結果、炭素系吸着材で大きな吸着容量を有する吸着材が見いだされた。本実験は、実際の適用を想定して、窒素キャリアガスを用いて行っているが、これまでにヘリウムキャリアガスで行われた実験結果とは、かなり異なる結果が得られ、キャリアガスの影響が大きいことがわかった。有望な吸着材については、種々の温度条件でのクリプトンの吸着挙動を調べているところである。さらに、ドライアイス温度において、各種吸着材のキセノンの吸着実験も行い、有望な吸着材の選定を行った。

研究成果

• [文献書誌] K.Munakata, et al.: "Adsorption of Noble Gases on Silver-mordenite"Journal of Nuclear Science and Technology. Vol.40. 695-697 (2003)
• [文献書誌] D.Ianovski, K.Munakata, et al.: "Noble Gases Recovery in Spent Nuclear Fuel Reprocessing Cycle"Proc.11^<th> International Conference on Nuclear Engineering ICON-11. ICONE11-36152 (2003)
• [文献書誌] K.Munakata, et al.: "Effect of Water Vapor on Tritium Release from Ceramic Breeder Material"Fusion Engineering and Design. Vol.69. 27-31 (2003)
• [文献書誌] S.akahori, et al.: "Hot atom Chemical Behavior of Tritium Produced by Li-6(n, alpha)H-3 in Li_4SiO_4"J.Radioanalytical and Nuclear Chemistry. Vol.255. 257-260 (2003)
• [文献書誌] K.Munakata: "Tritium Release from Catalytic Breeder Materials"Proc.23^<rd> Tritium Focus Group Meeting. (on CD rom). 13 (2003)
• [文献書誌] K.Muanakta: "Numerical Prediction of the Behavior of Tritium Accidentally Released in Fusion Power Plants"Proc.of International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications SNA'2003. (on CD rom). 059 (2003)