海水中のウラン採取システムの研究

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円板状かご型吸着床(直径30cm、厚さ10cm)に模擬吸着材を入れ、4段に積層した吸着床模型の一様流中における抗力、揚力を計測し、マイクロコンピュータによるデータ処理を行った。次に、7段に積層した吸着床模型を中空円筒浮体(外径50cm、内径30cm、深さ50cm)から吊して、規則波中で係留した場合の水槽模型実験を行い、浮体及び吸着床の波浪による運動及び係留力を計測し、これらの計測データをデジタル化して運動及び係留力の応答解析をマイクロコンピュータを用いて行った。また、円板状のかご(直径30cm、厚さ3cm)にアミドキシム型繊維球状吸着材入れ、これを一様流れの海水中に吊して吸着実験を行い、この場合の吸着率を求めた。これらの模型実験結果をもとに、一様流中における吸着床の変位及び規則波中での吸着床及び浮体の運動、係留力を求める数値計算プログラムを開発して、システムが実海域で稼動する場合に吸着床を吊すロープに生じる張力及び吸着床の運動の数値シミュレーションを行った。これによれば、採取コストに占める設備費、運転費、吸着材費等は、それぞれ40〜60%、5〜10%、30〜40%となり、設備費が大きな割合を占めることがわかった。また、吸着材の性能は、システムに組み込んだ場合、海水と吸着材との接触が低下するため、十分に発揮できなくなり、その回収効率は約20〜40%となる。いま、回収効率を40%と仮定すれば、採取コストはウラン1kgf当たり40,000円〜60,000円位に概算された。今後の課題として、回収効率の向上策、設備費の低減法等について、さらに研究する必要がある。また、吸着材及び吸着床への海洋生物の付着が回収効率の低下をもたらすことが考えられるが、これについても詳しい実験が必要である。