JP2003098293A - 放射性ガス捕集材 - Google Patents

放射性ガス捕集材

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JP2003098293A
JP2003098293A JP2001289705A JP2001289705A JP2003098293A JP 2003098293 A JP2003098293 A JP 2003098293A JP 2001289705 A JP2001289705 A JP 2001289705A JP 2001289705 A JP2001289705 A JP 2001289705A JP 2003098293 A JP2003098293 A JP 2003098293A
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desorption
methyl iodide
activated carbon
radioactive gas
weight
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JP2001289705A
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Yukihiro Kiyama
幸大 木山
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Toyobo Co Ltd
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Toyobo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】原子力施設等において放出される排ガス中に含
有される放射性沃素や特に沃化メチルの脱離および温度
変化による脱着を抑制した捕集材を提供する。 【解決手段】平均細孔直径が20Å以下の活性炭にアミ
ンを添着したものが化学吸着と物理吸着との相乗作用で
有機系沃素化合物の脱離および温度変化による脱着を生
じにくく、沃化メチルの脱離率が50%以下であり、か
つ沃化メチルの加熱脱着率が50%以下であることを特
徴とするガス捕集材を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子力施設等にお
いて放出される排ガス中に含有される放射性沃素や特に
沃化メチルを捕集するのに好適な放射性ガス捕集材に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、エネルギー消費量が増加し、それ
に伴って原子力発電所が多く建設されている。これらの
原子力施設等から排出される排出ガス中の放射性ガス
は、完全に除去する必要がある。また、原子力施設の増
加により、不慮の原子力災害に効果的に対処するため環
境における放射性ガスを捕集し、モニタリングすること
も重要となっている。
【0003】放出される排ガス中に含有される放射性沃
素の捕集材としては主に活性炭が使用されている。しか
し、活性炭は沃素単体に対しては捕集性能を有するが、
有機系の沃素化合物特に沃化アルキルに変化した場合な
どでは活性炭ではあまり有効でない。
【0004】そこで有機系沃素化合物の捕集用として
は、沃化カリウム等の有機系沃素化合物と同位体反応が
期待される物質を添着した活性炭や特公昭62−442
39号公報のように有機系沃素化合物と直接反応する物
質を添着した活性炭を使用している。しかしながら、上
記のような従来の捕集材では、有機系の沃素化合物が吸
着した後、多量に脱離もしくは温度変化による脱着を生
じてしまうという問題を抱えていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の問題を解決し、放射性ガス中に含有される有機沃素化
合物の脱離および温度変化による脱着を抑制した捕集材
を提供することを技術的な課題とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の問題
を解決するために鋭意検討した結果、平均細孔直径が2
0Å以下の活性炭にアミンを添着したものが化学吸着と
物理吸着との相乗作用で有機系沃素化合物の脱離および
温度変化による脱着を生じにくいことを見出し本発明に
至った。
【0007】特公昭62−44239号公報で用いられ
る活性炭の平均細孔直径は、30〜300Åであるが、
本発明の活性炭は、繊度が2.2dtexのフェノール
系繊維を賦活することにより有機系沃素化合物の脱離お
よび温度変化による脱着を生じにくいことを可能とし
た。
【0008】この結果、本発明は、活性炭を用いて放射
性ガスを捕集する放射性ガス捕集材において、沃化メチ
ルの脱離率が50%以下であり、かつ沃化メチルの加熱
脱着率が50%以下であることを特徴とする放射性ガス
捕集材を提供するものである。
【0009】沃化メチルの脱離率とは、平衡吸着に達し
たガス捕集材に乾燥窒素ガスを通気した後における脱離
した沃化メチル重量の沃化メチル平衡吸着重量に対する
割合で、この値が小さい程脱離が抑制されていることを
意味する。即ち、JIS K1477の5.7に規定さ
れた装置を用い、平衡吸着に達した試料に乾燥窒素ガス
を30分間通気し、通気前後の重量から下記の計算式に
より求める。 脱離率=(A−B)/A×100 A:試料の沃化メチル平衡吸着重量 B:試料の通気後沃化メチル保持重量
【0010】沃化メチルの脱離率が50%を超えると、
沃化メチルが多量に脱離し試料の沃化メチル保持量が少
なくなってしまうため、捕集材として好ましくない。
【0011】また、沃化メチルの加熱脱着率とは、平衡
吸着に達したガス捕集材の加熱後における脱着した沃化
メチル重量の沃化メチル平衡吸着重量に対する割合で、
この値が小さい程加熱脱着が抑制されていることを意味
する。即ち、加熱脱着率の測定方法は平衡吸着に達した
試料を100℃で3時間加熱し、加熱前後の試料の重量
から下記の計算式により求める。 加熱脱着率=(A−C)/A×100 A:試料の沃化メチル平衡吸着重量 C:試料の加熱後沃化メチル保持重量
【0012】沃化メチルの加熱脱着率が50%を超える
と、沃化メチルが温度上昇により多量に脱着し、試料の
沃化メチル保持量が少なくなってしまうため、捕集材と
して好ましくない。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明において、アミンを添着さ
せる活性炭は平均細孔直径が小さいものほど放射性ガス
の吸着速度が増大することから、平均細孔直径が20Å
以下のものが好ましい。平均細孔直径が20Å以上のも
のは、放射性ガスの多量な脱離もしくは温度変化による
脱着が生じてしまうため好ましくない。
【0014】ここでいう平均細孔直径とはJIS Z
8830に記載のBET法により測定するものである。
例えば、高速比表面積・細孔分布測定装置(島津製作所
製ASAP2010)を用いて測定される。
【0015】本発明では、活性炭として粒状や繊維状の
ものを使用することができるが、繊維状活性炭にアミン
を添着した捕集材は、粒状活性炭のものに比べ、放射性
ガスの吸着速度が著しく速くなり、少量でも十分な捕集
効果を発揮することができるので、捕集材を小型化、軽
量化できる。また、形状成型が容易でシートとの積層も
容易となるので、それぞれの用途に応じて適合したフィ
ルタを作製することができる。
【0016】繊維状活性炭としては綿、麻といった天然
セルロース繊維の他、レーヨン、ポリノジック、溶剤紡
糸法によるといった再生セルロース繊維、さらにはポリ
ビニルアルコール繊維、アクリル系繊維に、芳香族ポリ
アミド繊維、架橋ホルムアルデヒド繊維、リグニン繊
維、フェノール系繊維、石油ピッチ繊維等の合成繊維が
あげられるが、好ましくは得られる繊維受活性炭の物性
(強度等)の高いこと、優れた吸着性能が得られること
から再生セルロース繊維、フェノール系繊維、アクリル
系繊維を用いて製造するのがよい。具体的には、これら
原料繊維の短繊維あるいは長繊維を用いて製織、製編、
不織布化した布帛を必要に応じて適当な耐炎化剤を含有
させた後、450℃以下の温度で耐炎化処理を施し、次
いで500℃以上1000℃以下の温度で炭化賦活する
公知の方法によって繊維状活性炭が製造できる。
【0017】本発明に用いるアミンは次の一般式によっ
て表される。
【化1】 式中R1、R2およびR3は水素および置換された又は置
換されないアルキル、アリール、アルカリール、アラル
キル、脂環式、複素環式および式−NR'R''はR1、R
2、R3と同一の群から選択されるがR1、R2およびR3
のすべてを水素およびメチルから選ぶことはできずR1
とR2の二つのいずれかと窒素と一緒になって複素環式
基を表すことが可能で、又はR1、R2とR3のいずれか
の二つと一緒になって式=CR'''R''''(R'''と
R''''はR1、R2およびR3から選択される)の基から
なる群より選択される。R1、R2およびR3中に含まれ
るのはまた不飽和の、重合体状の置換された又は置換さ
れない脂肪族の、又は芳香族の基である。
【0018】具体的には、1,4−ジアザ−2,2,2
−ピシクロオクタン(トリエチレンジアミン)、N,
N'−ビス−(3−アミノプロピル)−ピペラジン、
N,N−ジメチル−アミノエチルメタクリレート、N,
N−ジメチルアミノプロピルアミン、3−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン、1,5−ジアザビシクロウンデ
セン、ポリ−3級−ブチルアミノエチルメタクリレー
ト、ポリエチレンイミン、1,5−ジアザピシクロ
〔4,3,0〕ノン−5−エン、1,5−ジアザピシク
ロ〔5,4,0〕ウンデ7−5−エン、2−メチル−
1,4−ジアザピシクロ〔2,2,2〕オクタン、フェ
ニルヒドラジン、2−シアノピリジン、ジイソプロピル
アミン、トリメチルアミノエチルピペラジン、ヘキサメ
チレンテトラミン、メチルポリエチレンイミン、ポリア
ルキルポリアミン等があげられる。特に、1,4−ジア
ザ−2,2,2−ピシクロオクタン(トリエチレンジア
ミン)が添着量、取り扱いの点で効果が優れる。
【0019】アミンの添着量としては3〜40重量%、
特に5〜30重量%が好ましい。3重量%未満では脱離
もしくは温度変化による脱着を生じにくいという効果が
小さく、40重量%を超えると添着剤が必要以上に細孔
を充填してしまい吸着性能が落ちるので好ましくない。
【0020】アミンの添着方法は、アミンの溶液に該活
性炭を浸漬、乾燥する方法、あるいはアミン溶液を噴霧
して溶液を添着させた後乾燥する方法等がある。
【0021】本発明の放射性ガス捕集材は、抜群の除去
効率を有するのみでなく、軽量であり、振動等の外力に
よって脱落することもなく、紙状に抄いてハニカム状に
成形することも可能であり、通じ様の空気浄化フィルタ
ーなどにも使用できるものである。
【0022】以下の実施例に基づいて本発明をさらに詳
細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何等制
限されるものではない。
【0023】実施例 繊度2.2dtexの編物状のフェノール系繊維を賦活
して、平均細孔直径が18.2Åの繊維状活性炭を得、
この編物状活性炭布を1,4−ジアザ−2,2,2−ピ
シクロオクタン(トリエチレンジアミン)の1.0%の
水溶液に1時間浸漬して、乾燥し、アミン添着量が15
重量%の放射性ガス捕集材を得た。この放射性ガス捕集
材に1/10沃化メチル蒸気を含む空気を2L/min
の割合で1時間通気した後、乾燥窒素ガスを30分間通
気し得た脱離率および1/10沃化メチル蒸気を含む空
気を2L/minの割合で1時間通気した後、100℃
で3時間加熱して得た加熱脱着率を表1に記した。
【0024】比較例1 平均細孔直径が18.2Åの編物状活性炭布を放射性ガ
ス捕集材とした。それ以外については実施例1と同様と
した。これの脱離率および加熱脱着率を表1に記した。
【0025】比較例2 平均細孔直径が27.6Åの繊維状活性炭に1,4−ジ
アザ−2,2,2−ピシクロオクタン(トリエチレンジ
アミン)を15重量%添着し、放射性ガス捕集材とし
た。この放射性ガス捕集材の脱離率および加熱脱着率を
表1に記した。それ以外については実施例1と同様とし
た。
【0026】
【表1】
【0027】
【発明の効果】実施例は放射性ガス捕集材として脱離率
および加熱脱着率が50%以下となっており、放射性ガ
スの脱離および加熱脱着が生じにくく、優れた放射性ガ
ス捕集材であるといえる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成14年11月19日(2002.11.
19)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】沃化メチルの脱離率とは、平衡吸着に達し
たガス捕集材に乾燥窒素ガスを通気した後における脱離
した沃化メチル重量の沃化メチル平衡吸着重量に対する
割合で、この値が小さい程脱離が抑制されていることを
意味する。即ち、JIS K 1477の5.7に規定
された装置を用い、ガス捕集材1gに沃化メチル蒸気を
含む25℃の窒素気流を2L/minの割合で1時間通
気し平衡吸着に達した試料に、25℃の乾燥窒素ガスを
1.8L/minで30分間通気した後のガス捕集材重
量減少分より、下記の計算式により求めた。 脱離率=(A−B)/A×100 A:試料の沃化メチル平衡吸着重量 B:試料の通気後沃化メチル保持重量
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】また、沃化メチルの加熱脱着率とは、平衡
吸着に達したガス捕集材の加熱後における脱着した沃化
メチル重量の沃化メチル平衡吸着重量に対する割合で、
この値が小さい程加熱脱着が抑制されていることを意味
する。即ち、ガス捕集材1gに、JIS K 1477
の5.7に規定された装置を用い、沃化メチル蒸気を含
む25℃の窒素気流を2L/minの割合で1時間通気
した後、160Lの恒温器内において100℃で3時間
加熱した後のガス捕集材の重量減少分より、下記式によ
り求めた。 加熱脱着率=(A−C)/A×100 A:試料の沃化メチル平衡吸着重量 C:試料の加熱後沃化メチル保持重量
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】ここでいう平均細孔直径とは、細孔形状を
円柱状と仮定し、BET法により求めた比表面積と細孔
容積より算出した。比表面積,細孔容積は、JIS Z
8830に規定された装置、具体的には高速比表面積
・細孔分布測定装置(島津製作所製ASAP2010)
を用いて測定した。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】活性炭を用いて放射性ガスを捕集する放射
    性ガス捕集材において、沃化メチルの脱離率が50%以
    下であり、かつ沃化メチルの加熱脱着率が50%以下で
    あることを特徴とする放射性ガス捕集材。
  2. 【請求項2】平均細孔直径が20Å以下である活性炭に
    アミンを添着したことを特徴とする請求項1に記載の放
    射性ガス捕集材。
  3. 【請求項3】アミンの添着量が3〜40重量%であるこ
    とを特徴とする請求項1乃至2のいずれかに記載の放射
    性ガス捕集材。
JP2001289705A 2001-09-21 2001-09-21 放射性ガス捕集材 Pending JP2003098293A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012167078A (ja) * 2011-02-14 2012-09-06 Korea Hydro & Nuclear Power Co Ltd 放射性ヨウ化メチル追跡子の製造方法およびその装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012167078A (ja) * 2011-02-14 2012-09-06 Korea Hydro & Nuclear Power Co Ltd 放射性ヨウ化メチル追跡子の製造方法およびその装置

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