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(1) ハフニウムの軽水素・重水素同位体分離
同位体分離性能を評価するため、純軽水素、純重水素および軽水素と重水素の混合水素雰囲気において水素圧約1気圧・800℃で水素を吸収させたハフニウムについて、示差走査熱重量分析装置を用いて、昇温脱離法による水素放出曲線の温度依存性を測定した。その結果、およそ450℃で水素(及び重水素)の放出が始まりその後およそ550℃で二段階目の放出が開始された。このことは、水素放出において、2つのメカニズムが存在することを示唆している。これまでの相転移に関する研究結果と照らし合わせると、450℃の放出はγ相やδ'相の相転移温度よりも高く、α+δ相からδ相への相境界に近い。また550℃の放出はδ相がα相へ戻る温度に相当することが示唆された。
(2) 同位体分離装置の概略設計
膜透過による連続水素同位体分離法とバルクによるバッチ式水素吸・脱着同位体分離法の2種類について概念検討を実施した。連続法と、バッチ式でそれぞれ長所及び短所があるため、その整理と及ぼす影響についても評価を実施した。その結果連続法では運転・停止のサイクルによって膜の温度が上下しそのサイクルが装置の寿命を左右することが問題であることが分かった。一方、バルクも吸脱着サイクルに伴い微粉化による性能低下が問題であることが分かった。3重水素への適用については、放射性物質の放出に対する安全性確保が問題であることが指摘された。
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