二塔式金属粒子充填層を用いた重水素の濃縮分離

使用金属颗粒双柱填充床浓缩和分离氘

• 批准号: 03808028
• 负责人: 深田 智
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03808028/
• 关键词: 核融合炉; 燃料サイクル; 水素同位体; 同位体分離; 水素吸蔵; 充填層; パラジウム; ランタン系合金

核融合炉の開発は、長期エネルギ資源の開発の観点から重要な研究課題の一つである。このうち、水素同位体の分離と回収は核融合炉燃料サイクルの確立のため特に重要である。本研究は、各種金属中への水素同位体の吸蔵および拡散における同位体効果を積極的に利用することによって、従来の同位体分離法とはまったく異なる新しい同位体分離操作を開発しようとするものである。得られた結果を以下に要約する。1.一塔式の金属粒子充填塔を製作し、充填金属(合金)の候補として、過去の著者の研究結果も考慮に入れ、V,Mg_2Ni,LaNi_3Al_2,Pdを選定した。そして分離に影響を及ぼす主な因子である理論段高さ(HETP)に着目し、重水素のステップあるいはパルス状入力による応答曲線を解析した。その結果、PdとLaNi_3Al_2でHETPが1cm以下であり、もし1mの塔では分離段が100段にもなり、これまで同位体分離に有望と考えられていた低温液化蒸留法より、HETPに関しては、より分離に適している事が判明した。これらの実験結果は英文誌で報告した。またHETPを求めるのに高速フ-リエ変換を用いて解析する手法を今回開発し、これについても英文誌で報告した。2.二塔式充填塔を製作し、PdとLaNi_3Al_2を用いて、水素重水素混合ガスの同位体分離実験を行った。このうちPdは水素を、LaNi_3Al_2は重水素を選択的によく吸蔵する。分離操作では、各塔を直列にし、原料供給、低温吸蔵、高温脱離を交互に繰り返す。その結果、3サイクル程度でPd側において初期濃度の1/3まで重水素の減損が確認された。初期の目的は達成したが、萌芽的研究であり、かつ単年度では、二塔式実験では必ずしも各操作パラメ-タの影響を明確にするまでには到らず、今後の研究結果も含めて論文として投稿する。

Nuclear fusion furnace <s:1> development, long-term エネ ギ ギ resources <e:1> development 観 points ら ら important な research topic <e:1> one である である. The <s:1> うち うち, the separation of hydrotin isosomes <s:1> and the reprocessing of <s:1> nuclear fusion furnace fuel サ <s:1> and <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> establish that <s:1> ため is particularly に important である. は this study, various kinds of metal へ の の suck water element with a body 蔵 お よ び company, scattered に お け る with a sharper fruit body を positive に using す る こ と に よ っ て, 従 の with a body separation と は ま っ た く different な る new し い を open with a body separation action 発 し よ う と す る も の で あ る. The られた result を the following に offer する. 1. A metal particle packing tower tower の を し making, filling metal (alloy) の alternate と し て, the results の author の も に into れ, V, Mg_2Ni, LaNi_3Al_2, Pd を selected し た. そ し て separation に influence を and ぼ で す main な factor あ る theory period of high さ (HETP) に し, heavy water element の ス テ ッ プ あ る い は パ ル ス shape into force に よ る 応 a curve を parsing し た. そ の results, Pd と LaNi_3Al_2 で HETP が 1 cm below で あ り, も し 1 m の tower で は separation section が 100 segments に も な り, こ れ ま で に separation between a body and is expected to be と exam え ら れ て い た cryogenic liquid distillation method よ り, HETP に masato し て は, よ り separation に optimum し て い る matter が.at し た. Youdaoplaceholder0 れら experimental results れら Journal of the Journal of English で report た た. ま た HETP を o め る の に high-speed フ - リ エ variations in を with い て parsing す る gimmick を today back to open 発 し, こ れ に つ い て も english-speaking volunteers で report し た. 2. The two-tower filling tower を is used to fabricate, PdとLaNi_3Al_2を is carried out with を て, and the experiment of mixing water and heavy water ガス and separating <s:1> allops is conducted を to った. <s:1> うちPd <s:1> hydroquinin を and LaNi_3Al_2 <s:1> heavy hydroquinin を select 択 によく absorbance する. Separation operation で で, each tower を in direct line に <e:1>, raw material supply, low-temperature absorption, high-temperature separation を interactive に stripping <s:1> return す. The そ <s:1> results, 3サ サ <s:1> サ まで, the degree of でPd side にお, the て, the initial concentration <s:1> 1/3まで, the reduction of heavy water <s:1> が confirmed された. Early の purpose は reach し た が, embryo research で あ り, か つ 単 annual で は, two tower be 験 で は will ず し も operational パ ラ メ - タ の influence を clear に す る ま で に は to ら ず, の research results in the future contains も め て paper と し contribute て す る.

项目成果

S.Fukada: "A Study of lsotopic Exchange of Hydrogen and Deuterium in a LaNi_3Al_2 Hydride Bed" Journal of Nudear Materials. (1992)

S.Fukada：“LaNi_3Al_2 氢化物床中氢和氘同位素交换的研究”核材料杂志。

S.Fukada: "Effects of Nitrogen on Hydriding Rates of a Titanium Particle Bed" Proceedings of 9th World Hydrogen Energy Conference in Paris. (1992)

S.Fukada：“氮对钛颗粒床氢化率的影响”巴黎第九届世界氢能会议论文集。

S.Fukada: "A Rate of an Exchange Reaction of Hydrogen and Deuterium in a Mg_2Ni Bed" International Journal of Hydrogen Energy. (1992)

S.Fukada：“Mg_2Ni 床中氢和氘的交换反应速率”国际氢能杂志。

S.Fukada: "Comparison of Direct Numerical Analysis by FFT with Fourier and Moment Analysis for Isotopic Exchange in a Particle Bed" Chemical Engineering Science. (1992)

S.Fukada：“FFT 直接数值分析与粒子床同位素交换的傅里叶和矩分析的比较”化学工程科学。