マクロ孔シリカビーズを担体としたリチウム同位体濃縮用充填剤の開発と分離性能解析

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24760697
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 杉山 貴彦 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90353440)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: リチウム / 同位体分離 / 置換クロマトグラフィー

研究概要

核融合炉ブランケット材であるリチウムの同位体濃縮に用いる置換クロマトグラフィー法の分離性能の向上を研究目的とした。物質移動過程をバルク流れ，境膜移動，粒内拡散，吸脱着から成ると仮定し，計算モデルおよび計算コードを開発した。開発した計算コードにより充填剤粒径が分離性能に及ぼす影響を評価した。ベンゾ15クラウン5のキシレン溶液を多孔質シリカビーズの細孔内に含浸保持させて吸着剤を調整した。吸着剤を充填したカラムの破過実験結果をもとに，理論段相当高さを藤根の式により見積もったところ，理論段相当高さは吸着剤粒径とともに小さくなり，吸着剤粒径を小さくすることで分離性能を向上できることが確かめられた。

研究成果

• [雑誌論文] Separative Analyses of Chromatographic Column Packed widh a Core-Shell Adsorbent for Lithium Isotope Separation (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Sugiyama, K. Sugiura, M. Tanaka, Y. Enokida
  • 雑誌名: Fusion Sci. Technol 巻: (in print)
• [学会発表] Separative Analyses of Chromatographic Column Packed widh a Core-Shell Adsorbent for Lithium Isotope Separation (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Sugiyama, K. Sugiura, M. Tanaka, Y. Enokida
  • 学会等名: 10^<th> International Conference on Tritium Science and Technology
  • 発表場所: Nice, France
  • 年月日: 20131021-25
• [学会発表] 核融合炉ブランケットのためのリチウム同位体分離 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉山貴彦
  • 学会等名: 第32回溶媒抽出討論会
  • 発表場所: 名古屋大学,名古屋
  • 年月日: 2013-11-22
  • 招待講演
• [学会発表] リチウム同位体分離用コアシェル型吸着材の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉山貴彦,杉浦圭,榎田洋一,山本一良
  • 学会等名: 日本原子力学会「2013年秋の大会」
  • 発表場所: 八戸工業大学,青森
  • 年月日: 2013-09-04
• [学会発表] 表面多孔質型吸着剤を充填したリチウム同位体分離用クロマトカラム内の物質移動解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉山貴彦,杉浦圭,榎田洋一,山本一良
  • 学会等名: 第11回同位体科学研究会
  • 発表場所: 産業技術総合研究所,臨界副都心センター
  • 年月日: 2013-03-14
• [学会発表] 置換クロマトグラフィー法によるリチウム同位体分離における物質移動の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉浦圭,杉山貴彦,榎田洋一,山本一良
  • 学会等名: 日本原子力学会「2012年秋の大会」
  • 発表場所: 広島大学,広島
  • 年月日: 20120919-21
• [学会発表] 海水から回収したリチウムの同位体比の測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉山貴彦,杉浦圭,西浜章平,吉塚和治,今川信作
  • 学会等名: 日本原子力学会「2012年秋の大会」
  • 発表場所: 広島大学,広島
  • 年月日: 20120919-21