Study on effective separation of HTO from H2O which fused with adsorption and rectification by membrane distillation

原発処理水中のトリチウム水HTO分離を目的とし、HTOの膜材料への吸着と膜による精留法とを融合させHTOを分離する。課題１では、光照射下で気化し膜透過したHTOのβ線を精緻に分析し、HTOの膜材料への吸着特性や吸着性向上を探ることを目的とした。ソルベントブラック色素を塗布した疎水性フィルターの下部に種々の親水性または疎水性フィルターをセットしてフィルター下部に回収した水中HTO残存率について100 μLあたりのトリチウムの正味の計数率を液体シンチレーションカウンタで測定して検討した。その結果、疎水性フィルターとしてPhase separatorを 32枚重ねて使用しソーラーシミュレータ(HAL-320；本年度購入)の照度を約4000 W/m2とした場合、回収水330 μL中のHTOの残存率が28%まで減少した。照度が約6000 W/m2ではHTOの残存率は48%へと増加した。Phase separatorの構造は表面がシリコンコートされ疎水化されたろ紙のため水蒸気のみ通過する構造であり、実験終了後のフィルターの重量増加から、水蒸気が通過する際に温度低下によりろ紙部分に吸収されたフィルターもあった。22枚目から水分による重量変化はほとんどなくトリチウムの計数率のみ観測されたことからトリチウムが優先的にPhase separatorに吸着することが示された。親水性フィルターろ紙32枚では、フィルターの重量変化とトリチウムの計数率はほぼ同じ傾向を示し、22枚以降も水分吸収による重量の増加とトリチウムの計数率増加が見られた。一方、0.5mm厚シリコン板を使用した実験では、回収水は5 μLと減少したが、そのトリチウムの残存率は18%まで低下した。従って、単位時間あたりフィルターを通過する水蒸気量が少なければ、疎水性フィルターを用いた場合、HTOを効率良く分離できることを明らかにした。

原発処理水中のトリチウム水HTO分離を目的とし、HTOの膜材料への吸着と膜による精留法とを融合させHTOを分離する。課題１では、光照射下で気化し膜透過したHTOのβ線を精緻に分析し、HTOの膜材料への吸着特性や吸着性向上を探ることを目的とした。ソルベントブラック色素を塗布した疎水性フィルターの下部に種々の親水性または疎水性フィルターをセットしてフィルター下部に回収した水中HTO残存率について100 μLあたりのトリチウムの正味の計数率を液体シンチレーションカウンタで測定して検討した。その結果、疎水性フィルターとしてPhase separatorを 32枚重ねて使用しソーラーシミュレータ(HAL-320；本年度購入)の照度を約4000 W/m2とした場合、回収水330 μL中のHTOの残存率が28%まで減少した。照度が約6000 W/m2ではHTOの残存率は48%へと増加した。Phase separatorの構造は表面がシリコンコートされ疎水化されたろ紙のため水蒸気のみ通過する構造であり、実験終了後のフィルターの重量増加から、水蒸気が通過する際に温度低下によりろ紙部分に吸収されたフィルターもあった。22枚目から水分による重量変化はほとんどなくトリチウムの計数率のみ観測されたことからトリチウムが優先的にPhase separatorに吸着することが示された。親水性フィルターろ紙32枚では、フィルターの重量変化とトリチウムの計数率はほぼ同じ傾向を示し、22枚以降も水分吸収による重量の増加とトリチウムの計数率増加が見られた。一方、0.5mm厚シリコン板を使用した実験では、回収水は5 μLと減少したが、そのトリチウムの残存率は18%まで低下した。従って、単位時間あたりフィルターを通過する水蒸気量が少なければ、疎水性フィルターを用いた場合、HTOを効率良く分離できることを明らかにした。