研究課題
核融合プラントで発生する大量の高濃度トリチウム水を濃縮・ガス化処理してトリチウムガスを燃料として再利用するトリチウムリサイクル技術の開発は燃料循環システムの確立とトリチウム安全性から必須の課題である。しかし特殊な疎水性白金触媒を用いて高濃度トリチウム水を濃縮処理する触媒充填塔の大型化は、粒状の疎水性白金触媒を充填した触媒塔では塔内の均一な水分散が図れない為、現時点で見通せていない。本研究では良好な水分散性が得られる商用規則充填物をベースに、既に特許を取得している表面疎水化技術と疎水性表面に貴金属を担持させる技術を組み合わせ、規則充填物の疎水性触媒化を実現する新たな技術の開発を目的とする。今年度はトリチウム水濃縮処理を模擬する実験設備の整備を実施し、前年度から培ってきた無機物質をベースに疎水化処理を施すという新たな触媒作製法をベースにトリチウム水処理に向けた触媒製造パラメーターの最適化を進めた。その結果、粒子径などのパラメーターを最適化した粒状疎水性白金触媒は、新型転換炉ふげんの重水精製設備に使用された高分子系疎水性白金触媒の約1.3倍に相当する高い交換効率を達成することを確認した。また核融合トリチウム水処理システムの目標の耐放射線性の目安となる530kGyの放射線照射に対して性能劣化がないこと、また通常使用される温度の70℃を大きく上回る600℃超の耐熱性確保にも成功し、これまでの放射線に対する脆化や耐熱性に関する課題を解決した。この結果は2015年1月にプレス発表を行い茨城新聞の１面トップ記事になるなど９媒体に掲載されるとともに、一般化学雑誌などにも今後特集が組まれる予定となっている。また開発に製造した粒状疎水性触媒技術を基に良好な水分散性能を有する規則充填物をまるごと疎水性触媒化する技術の検討を進め、その試作に成功した。
2: おおむね順調に進展している
おおむね当初計画を若干上回るペースで研究は進捗しており、良好な水分散性能を有する規則充填物をまるごと疎水性触媒化するところまでを成功させており、最終年度に向けた取り組みの一部を前倒しでクリアしている。またここまでの取り組みをプレス発表するなど成果の社会への発信についても積極的に実施できており、新聞に取り上げられるなど想定以上の高い反響を得ている。
研究実績の概要にも記したとおり、当初の最終目標である良好な水分散性能を有する規則充填物の疎水性触媒化物によるトリチウム水濃縮処理の効率向上につき早期の実験検証にむけて準備を加速させる。また、ここまでの取り組み・成果を一般化学誌等にて発表するなど成果の社会への発信についても積極的に実施していく。
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すべて 雑誌論文 (3件) (うち謝辞記載あり 3件、 査読あり 2件) 学会発表 (4件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)
Fusion Engineering and Design
巻: 90 ページ: 印刷中
10.1016/j.fusengdes.2015.03.024
Fusion Science and Technology
巻: 68 ページ: 印刷中
Proceeding of 7th Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology (TOCAT-7)
巻: USB Flash Drive ページ: GP3119
http://www.jaea.go.jp/02/press2014/p15010801/
