JPH0411481B2 - - Google Patents
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- JPH0411481B2 JPH0411481B2 JP59151920A JP15192084A JPH0411481B2 JP H0411481 B2 JPH0411481 B2 JP H0411481B2 JP 59151920 A JP59151920 A JP 59151920A JP 15192084 A JP15192084 A JP 15192084A JP H0411481 B2 JPH0411481 B2 JP H0411481B2
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- tritium
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は水素同位体の回収方法に関するもので
あり、特に好適には不活性ガス中に含まれる重水
素あるいはトリチウムの分離、回収に適用される
ほかクリーンエネルギーとしても用いられる水素
の分離回収にも適用されるものである。
あり、特に好適には不活性ガス中に含まれる重水
素あるいはトリチウムの分離、回収に適用される
ほかクリーンエネルギーとしても用いられる水素
の分離回収にも適用されるものである。
原子力施設におけるグローブボツクス中のトリ
チウムハンドリングにおいて、トリチウムは放射
性物質であるので、アルゴンやヘリウムなどの不
活性ガス雰囲気のグローブボツクス中に各種研究
設備を設置し、この中でトリチウムを取扱い、そ
れが外界に洩れ出ないように隔離の状態で操作す
る。この際、研究設備からグローブボツクスの不
活性ガス雰囲気中にトリチウムが僅かではあるが
洩れ出るので、この不活性ガスを循環してその中
のトリチウムを選択的に分離・回収することが行
なわれる。
チウムハンドリングにおいて、トリチウムは放射
性物質であるので、アルゴンやヘリウムなどの不
活性ガス雰囲気のグローブボツクス中に各種研究
設備を設置し、この中でトリチウムを取扱い、そ
れが外界に洩れ出ないように隔離の状態で操作す
る。この際、研究設備からグローブボツクスの不
活性ガス雰囲気中にトリチウムが僅かではあるが
洩れ出るので、この不活性ガスを循環してその中
のトリチウムを選択的に分離・回収することが行
なわれる。
また、核融合炉の開発が進められ、小型、中型
の水素同位体燃料ハンドリング設備の建設および
そのテストが各国で行われあるいは行われようと
している。この場合のプラズマ排ガスは反応生成
物であるヘリウムと末反応の水素同位体つまりト
リチウムおよび重水素とからなつている。さらに
リチウムブランケツト中でトリチウムを増殖する
場合キヤリヤガスとして不活性ガスを用いて生成
トリチウムを流出させる。これらの場合にも不活
性ガス中の水素同位体を選択的に分離・回収する
必要がある。
の水素同位体燃料ハンドリング設備の建設および
そのテストが各国で行われあるいは行われようと
している。この場合のプラズマ排ガスは反応生成
物であるヘリウムと末反応の水素同位体つまりト
リチウムおよび重水素とからなつている。さらに
リチウムブランケツト中でトリチウムを増殖する
場合キヤリヤガスとして不活性ガスを用いて生成
トリチウムを流出させる。これらの場合にも不活
性ガス中の水素同位体を選択的に分離・回収する
必要がある。
本発明は、このような場合のトリチウムまたは
重水素の分離回収に適用されるが、そのほか水素
の分離回収にも適用できるものである。
重水素の分離回収に適用されるが、そのほか水素
の分離回収にも適用できるものである。
従来の技術
不活性ガス中のトリチウムを分離回収する方法
として、ウランベツドが使用されている。これは
常温で操作でき、トリチウム吸収後UT3となり、
それからのトリチウムの脱離は加熱により簡単に
行うことができる。しかし、この方法はウランが
国際規制物質であり、さらに核燃料物質であるた
め施設上や実験操作上種々の規制があり、その使
用は非常に不便である。
として、ウランベツドが使用されている。これは
常温で操作でき、トリチウム吸収後UT3となり、
それからのトリチウムの脱離は加熱により簡単に
行うことができる。しかし、この方法はウランが
国際規制物質であり、さらに核燃料物質であるた
め施設上や実験操作上種々の規制があり、その使
用は非常に不便である。
また、これとは別に、チタンなどの金属の充填
層に高温でトリチウム含有ガスを接触させてトリ
チウムの分離・回収を行つている場合もある。こ
の場合トリチウムの脱離には金属充填層を吸収温
度を超えて高温に加熱しさらに真空ポンプでの吸
引が行われるが、操作ガスの大巾な加熱および冷
却を伴うので、使用に不便であり、かつ省エネル
ギーの観点からも好ましくない。
層に高温でトリチウム含有ガスを接触させてトリ
チウムの分離・回収を行つている場合もある。こ
の場合トリチウムの脱離には金属充填層を吸収温
度を超えて高温に加熱しさらに真空ポンプでの吸
引が行われるが、操作ガスの大巾な加熱および冷
却を伴うので、使用に不便であり、かつ省エネル
ギーの観点からも好ましくない。
別に、トリチウムを含有する不活性ガスに酸素
または空気を加えて白金その他の触媒に接触さ
せ、トリチウム水とし、モレキユラーシーブ等に
より脱湿浄化する方法もある。しかし、この方法
も回収トリチウム水を再びトリチウムとして再使
用をはかる時には、モレキユラーシーブ等からの
トリチウムの水の脱離およびトリチウム水からト
リチウムへの転換という操作上不利な工程を伴
う。
または空気を加えて白金その他の触媒に接触さ
せ、トリチウム水とし、モレキユラーシーブ等に
より脱湿浄化する方法もある。しかし、この方法
も回収トリチウム水を再びトリチウムとして再使
用をはかる時には、モレキユラーシーブ等からの
トリチウムの水の脱離およびトリチウム水からト
リチウムへの転換という操作上不利な工程を伴
う。
発明が解決しようとする問題点
本発明は、不活性ガス中に含まれるトリチウム
その他の水素同位体を分離回収するに当り、効率
よく操作が簡便でありかつ省エネルギー的にも好
ましい回収方法を提供するにある。
その他の水素同位体を分離回収するに当り、効率
よく操作が簡便でありかつ省エネルギー的にも好
ましい回収方法を提供するにある。
問題点を解決するための手段及び作用
本発明の回収方法は、不活性ガスと水素、重水
素およびトリチウムからなる水素同位体の単一ま
たは複数の成分とからなる混合ガスを、ジルコニ
ウムニツケルを主体とする合金の粒子充填層に０
〜100℃の温度で接触させることを特徴とする。
素およびトリチウムからなる水素同位体の単一ま
たは複数の成分とからなる混合ガスを、ジルコニ
ウムニツケルを主体とする合金の粒子充填層に０
〜100℃の温度で接触させることを特徴とする。
こゝに不活性ガスとは周期律表でのＯ族元素を
意味し、具体的にはヘリウムまたはアルゴンが通
常用いられる。
意味し、具体的にはヘリウムまたはアルゴンが通
常用いられる。
ジルコニウムニツケルを主体とする合金として
は原子比で１：１近辺の組成のものすなわち45〜
55原子％のジルコニウムと55〜45原子％のニツケ
ルとからなる組成合金を主体とするものが好適に
用いられる。このものは常温領域を含む０〜100
℃の温度域において水素同位体を吸収して実質上
接触不活性ガス中の水素同位体を検出限界以下に
することができ、かつ水素同位体の吸収速度が極
めて大である。合金粒子充填層との接触にはガス
を該充填層を通過させる方法がとられるが、その
場合、ガスの流速を大きく保つことができる。水
素同位体の吸着が進んで破過点に達すると、水素
同位体が合金粒子充填出口ガス中に検出されるに
至る。このときの水素同位体の吸着容量も大き
く、脱離にかゝるまでの一回操作容量も大きくと
れる。
は原子比で１：１近辺の組成のものすなわち45〜
55原子％のジルコニウムと55〜45原子％のニツケ
ルとからなる組成合金を主体とするものが好適に
用いられる。このものは常温領域を含む０〜100
℃の温度域において水素同位体を吸収して実質上
接触不活性ガス中の水素同位体を検出限界以下に
することができ、かつ水素同位体の吸収速度が極
めて大である。合金粒子充填層との接触にはガス
を該充填層を通過させる方法がとられるが、その
場合、ガスの流速を大きく保つことができる。水
素同位体の吸着が進んで破過点に達すると、水素
同位体が合金粒子充填出口ガス中に検出されるに
至る。このときの水素同位体の吸着容量も大き
く、脱離にかゝるまでの一回操作容量も大きくと
れる。
吸着された水素同位体の脱離は500〜600℃に加
熱して真空ポンプで吸引することにより簡単に行
うことができる。
熱して真空ポンプで吸引することにより簡単に行
うことができる。
本発明によれば常温を含む比較的低温領域で効
率的な水素同位体の分離ができその脱離再生のた
めの加熱も比較的低温ですみ、操作が簡便であり
かつ省エネルギー面も含めて画期的実用性が具体
化された。
率的な水素同位体の分離ができその脱離再生のた
めの加熱も比較的低温ですみ、操作が簡便であり
かつ省エネルギー面も含めて画期的実用性が具体
化された。
以下本発明の実施例を述べる。
実施例 １
50原子％Zr50原子％Niを含むZrNi合金をエレ
クトロンビーム溶解炉でつくり、これを粉砕し
て、粒径80〜120メツシユの粒度のものとした。
この合金粒子の28.95ｇを直径20mmφのステンレ
ス管に充填し、70℃でAr−H2（５％）のガスを
300ml／minで流した。この時の充填出口Arガス
中のH2は検知できず、破過点に到達した時の水
素吸収量はZrNiH2.8であつた。破過後、充填量
を600℃に加熱し、真空ポンプ吸引したところ、
約40分で吸収した水素を脱離し、ZrNiを再生す
ることができた。この吸収、脱離を35回くりかえ
したが、粒子の粉化はほどんど認められなかつ
た。
クトロンビーム溶解炉でつくり、これを粉砕し
て、粒径80〜120メツシユの粒度のものとした。
この合金粒子の28.95ｇを直径20mmφのステンレ
ス管に充填し、70℃でAr−H2（５％）のガスを
300ml／minで流した。この時の充填出口Arガス
中のH2は検知できず、破過点に到達した時の水
素吸収量はZrNiH2.8であつた。破過後、充填量
を600℃に加熱し、真空ポンプ吸引したところ、
約40分で吸収した水素を脱離し、ZrNiを再生す
ることができた。この吸収、脱離を35回くりかえ
したが、粒子の粉化はほどんど認められなかつ
た。
実施例 ２
実施例１と同じZrNi合金粒子充填層にAr−D2
（10％）のガスを20℃，300ml／mmで通過させたと
ころ重水素吸収量はZrNiD2.6であつた。また脱離
は600℃で行つたが、約45分で重水素の脱離が完
了した。
（10％）のガスを20℃，300ml／mmで通過させたと
ころ重水素吸収量はZrNiD2.6であつた。また脱離
は600℃で行つたが、約45分で重水素の脱離が完
了した。
実施例 ３
実施例１と同じ要領でつくつたZrNi合金粒子
0.6ｇを直径３mmφの管に充填層として充填し、
He−D2（0.1％）−T2（0.1％）ガスを50℃で通過さ
せた。破過点に達すると、まずT2ガスが流出し
以後DT，D2ガスが順次流出する。この時の吸収
量はZrNi1.4T1.3であつた。水素同位体脱離は500
℃に加熱、真空（分子）ポンプ吸引して行つたが
約30分で終了した。
0.6ｇを直径３mmφの管に充填層として充填し、
He−D2（0.1％）−T2（0.1％）ガスを50℃で通過さ
せた。破過点に達すると、まずT2ガスが流出し
以後DT，D2ガスが順次流出する。この時の吸収
量はZrNi1.4T1.3であつた。水素同位体脱離は500
℃に加熱、真空（分子）ポンプ吸引して行つたが
約30分で終了した。
実施例 ４
50原子％Zr、50原子％Niを含むZrNi合金をエ
レクトロンビーム溶解炉でつくつた。これを粗粉
砕して２〜３mmφの粒度のものとした。この粒子
を直径50mmφのステンレス製塔に500ｇ充填し、
30℃でHe−H2（45％）のガスを流通させた。破
過点に達して後、運転をストツプした。この時の
水素吸収量はZrNiH2.6であつた。500℃に加熱し
て真空ポンプ吸引したが約１時間で水素を脱離
し、ZrNiを再生することができた。
レクトロンビーム溶解炉でつくつた。これを粗粉
砕して２〜３mmφの粒度のものとした。この粒子
を直径50mmφのステンレス製塔に500ｇ充填し、
30℃でHe−H2（45％）のガスを流通させた。破
過点に達して後、運転をストツプした。この時の
水素吸収量はZrNiH2.6であつた。500℃に加熱し
て真空ポンプ吸引したが約１時間で水素を脱離
し、ZrNiを再生することができた。
Claims (1)
- １ 不活性ガスと水素、重水素およびトリチウム
からなる水素同位体の単一または複数の成分とか
らなる混合ガスを、ジルコニウムニツケルを主体
とする合金の粒子充填層に０〜100℃の温度で接
触させて水素同位体成分を吸収させ、ついで該粒
子充填層を加熱して、吸収された水素同位体成分
を脱離させることを特徴とする混合ガスから水素
同位体成分を分離、回収する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59151920A JPS6131301A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 水素同位体の回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59151920A JPS6131301A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 水素同位体の回収方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6131301A JPS6131301A (ja) | 1986-02-13 |
| JPH0411481B2 true JPH0411481B2 (ja) | 1992-02-28 |
Family
ID=15529085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59151920A Granted JPS6131301A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 水素同位体の回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6131301A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03134131A (ja) * | 1989-10-18 | 1991-06-07 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 水素同位体取扱用合金 |
| JP2004011517A (ja) | 2002-06-06 | 2004-01-15 | Honda Motor Co Ltd | 動力装置 |
-
1984
- 1984-07-20 JP JP59151920A patent/JPS6131301A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6131301A (ja) | 1986-02-13 |
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