1999 Fiscal Year Annual Research Report
トリチウム回収用金属ゲッターの不純物耐性増強のための表面処理の研究
| Project/Area Number |
10680473
|
|---|
| Research Institution | KYUSHU UNIVERSITY |
|---|
Principal Investigator |
深田 智 九州大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (50117230)
|
|---|
| Keywords | トリチウム / Zr_2Fe / Zn(Mni-xFex)_2 / アルカリ表面処理 / 核融合炉燃料サイクル / 不純物被毒 / メタン分解 / 水蒸気分解 |
|---|
| Research Abstract |
ジルコニウム合金ゲッターには、核融合炉燃料サイクルにおけるトリチウムの分離、精製、貯蔵の中心的役割が要求されている.著者はZrやZrNi,ZrCO,ZrV_2等の合金粒子充填層によって充填塔の出ロトリチウム分圧を科学技術庁が定める放射性同位元素管理濃度以下まで回収できることを過去に見いだした。しかし、合金はいったん高濃度の酸素、窒素、水蒸気、一酸化炭素のいずれかを含むガスに触れると吸蔵能力の大部分を損なう欠点も判明した.そこで吸蔵メカニズムに関する過去の研究成果を検討し、合金本来の吸蔵性能を保ったまま、不純物の内部侵入を妨ぐため、平成10年(初年度)には、トリチウム吸蔵材料として最も有望なZr_2Fe合金表面にアルカリ処理、無電解Pd被覆処理、無電解Cu被覆処理によって不純物耐性を向上させることをねらい、不純物雰囲気における水素と重水素吸蔵性能への表面処理の効果を実験的に求めた。その結果、上の三つの処理法のうち、NaOH表面処理が未処理のZr_2Feの水素吸蔵速度を常温で約10倍も高めることが分かり、その効果は、少なくとも8回の水素吸蔵脱離サイクルで変化せず、微量の酸素と大量の窒素中に含まれる水素同位体を常温で測定限度の1ppm以下まで回収でき、核融合炉の燃料サイクルにおけるトリチウム貯蔵に有望であることを明らかにした。
本年度(最終年度)では、核融合炉排ガス中で特に回収の必要なメタンと水蒸気分解のためZr(Mn_<0.5>Fe_<0.5>)_2充填層の研究をおこない、350℃におけるトリチウム水蒸気分解と650℃におけるトリチウム化メタンの完全分解を他に先駆けて明らかにし、Zr(Mn_<0.5>Fe_<0.5>)_2がトリチウム精製材料に有望であることをイタリアで開かれた核融合技術の国際学会、韓国の水素エネルギに関する国際会議で発表し、論文にも掲載した。
|
-
[Publications] S.Fukada et al.: "Zr_2Fe and Zr(Mn_<0.5>Fe_<0.5>)_2 Particle Beds for High Purification of Tritium and Impurity Removal in a Fuel Cycle"Proc.The fifth International Symposium on Fusion Nuclear Technology. 印刷中. (2000)
-
[Publications] S.Fukada et al.: "A Study on Particle Beds of LaNi, LaNi_2 and LaNi_3 for Purification of Hydrogen Isotopes"Proc.of the 4th Inter. Conf. on New Energy Systems and Conversions. 59-64 (1999)
-
[Publications] 藤原裕史、山口康子、深田智: "水素同位体の分離・回収方法及びその装置"公開特許、特開平11-137969. 印刷中. (1999)
-
[Publications] S.Fukada and Y.Toyoshima: "Hydrogen Isotope Absorption in Zr((Mn_<0.5>Fe_<0.5>)_2"Journal of Alloys and Compounds. 289. 127-132 (2000)
-
[Publications] S.Fukada and S.Morimitsu: "Analysis of Temperature Rise in Hydrogen-Absorbing-Alloy Bed for Heat Pump"Proc. of the 5th Korea-Japan Joint Symposium '99 on Hydrogen Energy. 69-76 (1999)
