Zr系ゲッター材によるトリチウムの貯蔵-供給とトリチウム水からのトリチウムの回収

使用Zr基吸气材料储存和供应氚以及从氚水中回收氚

• 批准号: 60055020
• 负责人: 渡辺 国昭
• 金额: $ 3.2万
• 依托单位: University of Toyama
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Fusion Research
• 财政年份: 1985
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1985 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-60055020/
• 关键词: トリチウム; トリチウム水; Zr合金; ゲッター; 貯蔵; 供給; 回収; 合金化効果

核融合反応実験をはじめとする大量トリチウムの取り提いに際しては、その安全取り扱い、即ち貯蔵-供給-回収技術の確立が必要不可欠である。その為の一方法としてゲッター材の利用が検討されているが、貯蔵、供給あるいは回収材のさらされる環境はそれぞれ磯なり、現在までに開発されているゲッター材のみでは要求される性能を満たせない。本研究では、Zr-V-Fe合金ゲッタでの研究成果を踏まえ、添加元素の異なるZr系合金ゲッターについて、活性化ならびに水素同位体及び同位体水蒸気の吸蔵-脱離過程を調べ、添加元素の役割りを検討するとともに最適ゲッター材設計の為の基礎的知見を得ることを目的とした。Zr系合金ゲッターの顕著な排気作用は金属表面の生成に対応し、その発現温度は300℃(Zr-V-Fe),400℃(Zr-Ni),500℃(Zr-Al)以上であることを見出した。この相違は酸化物及び炭化物の生成自由エネルギーならびに酸素及び炭素の拡散の活性化エネルギーの相違に基づくものと考えられる。吸蔵-脱離過程に関しては、水素同位体(【H_2】,【D_2】,【T_2】)及び同位体水蒸気(【H_2】O,【D_2】O,【T_2】O)の解離吸着及び表面会合反応が律速段階であることを明らかにした。吸蔵の活性化エネルギーは0.01〜1Kcal/mol(水素同位体)及び0.7〜3Kcal/mol(同位体水)で、水素脱離の活性化エネルギーは28〜35Kcal/molで添加元素により変化し、活性化過程と同様顕著な合金化効果が見出された。上記のゲッター材においては、水素同位体及び同位体水吸蔵の活性化エネルギーが小さく、吸蔵水素の平衡圧が極めて低いので、回収-貯蔵材として適している。また同位体水を吸蔵したゲッターを加熱すると水素同位体のみが脱離するので、トリチウム水からのトリチウムの回収に有用である。更にZe-Niにおいては、活性化温度を変えることにより同位体水を選択的に吸蔵する特性を示すことが知られた。

Nuclear fusion technology is essential for the development of a large number of nuclear fusion technologies, such as storage, supply and recovery technologies. A method for the utilization of materials is to discuss, store, supply, and recycle the environment of materials, and now to develop, store, and recycle the materials. This study is aimed at further developing the research results of Zr-V-Fe alloys, including the modification, activation and absorption-desorption processes of water isotopes and water vapor of Zr-V-Fe alloys by adding elements, the discussion of service modes of adding elements, and the understanding of the basis for optimal material design. Zr-based alloys exhibit the effect of gas emission on the formation of metal surfaces at temperatures above 300℃(Zr-V-Fe), 400 ℃(Zr-Ni) and 500 ℃(Zr-Al). The formation of acid and carbon compounds in this phase is free of charge, and the activation of acid and carbon is free of charge. The adsorption-desorption process is related to the dissociation and adsorption of water isotopes ([H_2],[D_2],[T_2]) and water vapor isotopes ([H_2] O,[D_2] O,[T_2] O), and to the order of the reaction rate of surface rendezvous. The activation process of adsorption is 0.01 ~ 1Kcal/mol(water isotope) and 0.7 ~ 3Kcal/mol (water isotope), and the activation process of water desorption is 28 ~ 35Kcal/mol. The same process as alloying is observed. Note that the water isotope and the water absorption of the isotope are activated, and the equilibrium pressure of the water absorption is extremely low. The absorption of water by isotope is necessary for heating, separation of water isotope, and recovery of water isotope. In addition, the activation temperature of the isotope water is determined.

项目成果

Fusion Technology. 8-2. (1985)

融合技术。

真空. 29-5. (1986)

真空。29-5。