核融合炉燃料増殖材表面における水素同位体ダイナミックス

聚变反应堆燃料增殖材料表面的氢同位素动力学

• 批准号: 02453154
• 负责人: 田中 知
• 金额: --
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02453154/
• 关键词: ブランケット材料; 固体増殖材料; 表面反応; inーsitu実験; 交換反応; 酸素ポテンシャル

核融合炉工学について重要な課題の1つである燃料サイクルの確立については、ブランケットにおけるトリチウムの生産とその有効な回収が必要である。固体増殖材料については、特に表面反応についての研究が遅れており、その機構については末だ明らかにされていない。本研究では固体増殖材料の表面反応機構を、(1)原子炉高温照射下トリチウム回収実験、(2)炉外での交換反応等の実験及び(3)モデル化研究の組み合わせにより明らかにすることを目的とした。(1)「弥生炉」を用いての照射下トリチウム回収実験では、スイ-プガスの化学組成を変化させた実験を行なった。He+H_2Oスイ-プガスの場合、トリチウム表面滞在時間はスイ-プガス中H_2O圧力のー1/2乗に比例した。He+D_2Oスイ-プガスの場合のトリチウム表面滞在時間はHe+H_2Oの場合の1.4倍であった。これらのことより、表面における-OTと-OH(-OD)との再結合反応が律速と結論された。He+H_2スイ-プガスの場合は、2つのLi_2Oサンプルについて行なった。表面酸素濃度が高い試料では、表面滞在時間は水素分圧の-1/2乗に比例した。このことより表面に解離して存在するHとOTとの結合律速と考えられた。一方、表面酸素濃度が低い試料では、水素分圧の-1乗に比例するとともに、反応速度も大きくなり、表面TとH_2との直接交換反応によるものと結論された。(2)outーofーpile実験では、表面に吸着されたHTOのH_2,H_2Oを含んだスイ-プガスによる脱離反応を調べ、いずれの場合にもH_2、あるいはH_2O圧の1/2乗に速度が比例することを示し、inーsitu実験の場合と対応した。また、D_2,D_2Oを吸着させた後、含H_2スイ-プガスで脱離実験を行ない、HD,D_2の放出挙動を詳細に調べた結果、一部D_2として直接脱離する成分のあることが判り、系の酸素ポテンシャルが低い場合にその割合は大きくなった。以上のことより、表面における反応をある程度モデル化することができ、それが酸素ポテンシャルによって影響されることを示した。

An important issue in nuclear fusion reactor engineering is established.は、ブランケットにおけるトリチウムのproduction is effective and recycling is necessary. Research on solid propagation materials and special surface reaction materialsれており、その社については后だ明らかにされていない. This study focuses on the surface reaction mechanism of solid propagation materials, (1) Torotron recovery under high-temperature irradiation in atomic furnaces, (2) Furnace External exchange reaction, etc., etc. (3) モデルchemical research group み合わせにより明らかにすることをpurpose とした. (1) "Yayyoi Furnace" uses いての to irradiate the トリチウム recovery 実験では, スイ-プガスのchemical composition を変化させた実験を行なった. In the case of He+H_2O スイ-プガスの, the surface of the トリチウム stays in the time はスイ-プガス in the H_2O pressure force のー1/2 times the ratio of した. He+D_2Oスイ-プガスのoccasionのトリチウムsurface retention timeはHe+H_2Oのoccasionの1.4 timesであった.これらのことより, surface における-OTと-OH(-OD)との, combined with the backlash, rhythm, speed, and conclusion, された. He+H_2スイ-プガスのoccasionは、2つのLi_2Oサンプルについて行なった. The surface acid concentration is high and the sample is high, and the surface residence time is the ratio of the hydrogen distribution pressure -1/2 multiplied by the ratio.このことよりsurfaceにdissociationしてexistingするHとOTとのcombination rhythmとtestえられた. On the one hand, the surface acid concentration is low, the sample is the same, the water separation pressure is -1 multiplied by the ratio, and the reverse The 応大きくなり, surface TとH_2との direct exchange reaction 応によるものと Conclusion された. (2)outーofーpile実験では、surfaceにsorptionされたHTOのH_2,H_2Oをcontainingんだスイ-プガスによる出款応を动べ, いずれのoccasionにもH_2, あるいはH_2O姧の1/2 times にspeedがratioすることをshowし, inーsitu実験のoccasionと対応した.また、D_2,D_2OをAfter sucking させた, containing H_2スイ-プガスでleaving the 実験を行ない、HD,D_2のreleasing and moving をDetails に tuneべAs a result, a part of D_2 として is directly separated from the する component のあることが见り, and the の acid element ポテンシャルがlow い occasion にそのcut合は大きくなった. The above のことより, surface におけるreflection をあるdegree モデル化することができ、それが acid element ポテンシャルによって affects されることをshows した.

项目成果

D.Yamaki,S.Tanaka and M.Yamawaki: "Surface Reaction of Tritium Release from Solid Breedersーby InーSitu Experiments" Fusion Engineering and Design (Special Issue:Proceedings of the ISFNTー2). (1991)

D. Yamaki、S. Tanaka 和 M. Yamawaki：“通过原位实验从固体增殖剂中释放氚的表面反应”聚变工程与设计（特刊：ISFNT-2 论文集）（1991 年）。

S.Tanaka et al: "Desorption of Adsorbed Tritiated Water on Li_2O by He+H_2O Sweep Gas" Proceedings of the 16th Symposium on Fusion Technology. (1991)

S.Tanaka等：“He H_2O扫气气体对Li_2O上吸附的氚化水的解吸”第16届聚变技术研讨会论文集。

S.TanaKa,D.Yamaki and M.Yamawaki: "Tritium Release Behavior from Solid Breeding Materials" Journal of the Faculty of Engineering,The University of Tokyo (B). XL. 319-326 (1990)

S.TanaKa、D.Yamaki 和 M.Yamawaki：“固体育种材料中的氚释放行为”东京大学工学院学报（B）。

S.Tanaka,D.Yamaki and M.Yamawaki: "Modeling of Surface Reaction in Tritium Release from Solid Breeding Materials" Fusion Technology (Special Issue:Proceedings of the ANS Topical Meeting). (1991)

S.Tanaka、D.Yamaki 和 M.Yamawaki：“固体增殖材料中氚释放的表面反应建模”聚变技术（特刊：ANS 专题会议记录）。

S.Tanaka et al: "InーSitu Tritium Release Experiments from Solid Breeding Materials (TTTEx) ー Surface Reaction on Li_2O and LiAlO_2 for Sweep Gases of He+H_2 and He+H_2O" Journal of Nuclear Materials. 176. (1991)

S. Tanaka 等人：“固体增殖材料的原位氚释放实验 (TTTEx) - Li_2O 和 LiAlO_2 上的 He+H_2 和 He+H_2O 吹扫气体的表面反应”核材料杂志 176。