均一混合充填方式を採用した水-水素化学交換反応塔の開発

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20246132
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 山本 一良 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50023320)
• 研究分担者: 杉山 貴彦 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (90353440)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: トリチウム / 化学交換法 / 同位体分離

研究概要

核融合炉燃料サイクルから排出されるトリチウム含有排水処理への適用を目的として,均一混合充填方式の水-水素化学交換反応塔を開発した。この塔に用いる白金触媒の充填割合の最適値が約30%であることを明らかにした。分離性能解析手法として,「通り抜け段モデル」を開発した。0.21MBq/ccのトリチウム水を用いて分離係数を実測したところ,モデルによる予測値と非常に良く一致した。有効充填長1mの反応塔で,水素ガス流量が5L/minの場合に,分離係数として19200を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Performance Tests of Tritium Separation by LPCE Column at TLK Facility (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Sugiyama, M.Tanaka, I.Cristescu, L.Doerr, S.Welte, R.Michling, Y.Asakura, T.Uda, I.Yamamoto
  • 雑誌名: Fusion Science and Technology 56[2] ページ: 861-866
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of the gas?liquid ratio on the optimum catalyst quantity for the CECE process with a homogeneously packed LPCE column (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Sugiyama, A.Ushida, I.Yamamoto
  • 雑誌名: Fusion Engineering and Design 83 ページ: 1447-1450
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of an improved LPCE column for the TLK facility with the help of the channeling stage model (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Sugiyama, M.Tanaka, K.Munakata, Y.Asakura, T.Uda, I.Yamamoto, I.Cristescu, L.Doerr
  • 雑誌名: Fusion Engineering and Design 83 ページ: 1442-1446
  • 査読あり
• [学会発表] Yamamoto Hydrogen-tritium isotope separation by CECE process with a randomly packed LPCE column (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉山貴彦, 鈴木英治, 田中将裕
  • 学会等名: 9th International Conference on Tritium Science and Technology
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 2010-10-28
• [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,北海道
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] 水-水素化学交換塔による軽水素とトリチウムの同位体分離 (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉山貴彦, 鈴木英治, 山本一良
  • 学会等名: 第8回同位体科学研究会
  • 発表場所: 産業総合技術研究所臨界副都心センター
  • 年月日: 2010-03-05
• [学会発表] 均一混合充填型水-水素化学交換塔による軽水素とトリチウムの同位体分離 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鈴木英治, 杉山貴彦, 山本一良, 田中将裕
  • 学会等名: 日本原子力学会「2009年秋の大会」
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] Hydrogen isotope separation by combined electrolysis and random-packed chemical exchange column (2008)
  • 著者名/発表者名: 杉山貴彦, 山本一良
  • 学会等名: 2nd Japan-China workshop on blanket and tritium technology
  • 発表場所: Sendai, Miyagi, Japan
  • 年月日: 20080509-20080510
• [学会発表] 水-水素化学交換用白金触媒のH-T同位体交換性能評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 鈴木英治, 横地弘章, 宮田章弘, 杉山貴彦, 山本一良
  • 学会等名: 日本原子力学会「2008年秋の大会」
  • 発表場所: 高知工科大学
  • 年月日: 2008-09-06