JP2019025452A - Isotope separation device and isotope separation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、同位体分離装置および同位体分離方法に関する。 The present invention relates to an isotope separation apparatus and an isotope separation method.
1H2 16Oの水素または酸素の同位体には放射性を有するものがある。例えば、自然界に存在する水素の同位体であって、3個の中性子を有する三重水素(トリチウム:T)は、半減期が約12.3年の放射性物質であることが知られている。 Some hydrogen or oxygen isotopes of 1 H 2 16 O are radioactive. For example, tritium (tritium: T), which is an isotope of hydrogen existing in nature and has three neutrons, is known to be a radioactive substance having a half-life of about 12.3 years.
水分子を構成する水素原子がトリチウム(T)に置き換えられたものはトリチウム水と呼称される。存在形態としては、トリチウムの他に1個の中性子を有する軽水素(以下、単に「水素」とする。)(H)や2個の中性子を有する重水素(デューテリウム:D)を含むHTOおよびDTOと、トリチウムのみを含むT2Oがあるが、主にHTOの形態として存在する。 Tritium water in which hydrogen atoms constituting water molecules are replaced by tritium (T) is called tritium water. As the existence form, in addition to tritium, HTO containing light hydrogen having one neutron (hereinafter simply referred to as “hydrogen”) (H) and deuterium having two neutrons (deuterium: D) and There are DTO and T 2 O containing only tritium, but it exists mainly in the form of HTO.
また、水分子を構成する酸素原子が同位体の17Oや18Oに置き換えられた水分子も存在する。以下では、1H2 16Oを軽水と呼称し、1H2 16Oよりも質量が大きくかつトリチウムを含まない水を重水と呼称する。また、HTOやT2Oなどトリチウムを含む水はトリチウム水と呼称する。さらに、重水とトリチウム水の総称を同位体水と呼称する。 There are also water molecules in which oxygen atoms constituting the water molecules are replaced by isotopes of 17 O and 18 O. Hereinafter, 1 H 2 16 O is referred to as light water, and water having a mass larger than 1 H 2 16 O and free of tritium is referred to as heavy water. Further, water containing tritium such as HTO and T 2 O is referred to as tritium water. Furthermore, the generic name of heavy water and tritium water is called isotope water.
トリチウム水を含有する水からトリチウム水を分離、濃縮、回収および処理することは、これまでも試みられてきており、原子力産業において重要な技術である。近年、原子力発電プラントなどで使用された水からトリチウム水をはじめとする同位体水を分離し除去することの要望が高まっている。 Separating, concentrating, recovering and treating tritium water from water containing tritium water has been attempted and is an important technology in the nuclear industry. In recent years, there has been an increasing demand for separating and removing isotope water including tritium water from water used in nuclear power plants and the like.
軽水の同位体水である重水やトリチウム水を含有する水から重水やトリチウム水を分離する技術としては、例えば、水蒸留法などがある。 As a technique for separating heavy water or tritium water from water containing light water isotope water, such as heavy water or tritium water, there is a water distillation method, for example.
しかしながら、従来の同位体分離技術は、何れも装置全体が大型化したり、消費電力が大きく同位体分離に要するコストが割高になるという課題があり、装置の簡易化、ひいては小型で処理コストが割安な同位体分離技術が望まれている。 However, all of the conventional isotope separation techniques have the problem that the entire apparatus becomes large and the power consumption is large and the cost required for isotope separation is high. Isotope separation technology is desired.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、より小型で処理コストが割安な同位体分離装置および同位体分離方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an isotope separation apparatus and an isotope separation method that are smaller in size and inexpensive in processing cost.
本発明の実施形態に係る同位体分離装置は、上述した課題を解決するため、液体中に存在する同位体を含む液体を、微小な液滴として噴射する噴霧手段と、前記噴霧手段から噴射された前記液滴の未蒸発分を捕集する未蒸発分捕集手段とを具備することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an isotope separation device according to an embodiment of the present invention sprays a liquid containing an isotope present in a liquid as fine droplets, and is sprayed from the spraying means. And a non-evaporated component collecting means for collecting the non-evaporated component of the droplet.
本発明の実施形態に係る同位体分離方法は、上述した課題を解決するため、液体中に存在する同位体を含む液体を微小な液滴とするステップと、前記微小な液滴を、所定空間内に放出し、所定時間を超えて浮遊し蒸発する液滴と、前記所定時間以下で浮遊し蒸発しない液滴とに分離するステップとを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, an isotope separation method according to an embodiment of the present invention includes a step of turning a liquid containing an isotope present in a liquid into a minute droplet, and the minute droplet is placed in a predetermined space. And a step of separating into droplets that float and evaporate beyond a predetermined time and droplets that float and evaporate within the predetermined time.
本発明の実施形態によれば、より小型で処理コストが割安な同位体分離技術を提供することができる。 According to the embodiment of the present invention, it is possible to provide an isotope separation technique that is smaller and cheaper in processing cost.
以下、本発明の実施形態に係る同位体分離装置および同位体分離方法を添付の図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an isotope separation apparatus and an isotope separation method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る同位体分離装置の一例である同位体分離装置10Aの構成を概略的に示した概略図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a configuration of an
なお、図1中の丸I(〇の内にIが記載される記号)は、結合子である。また、三方弁323などの弁において、白抜きおよび黒塗りは、それぞれ、弁の「開」(開放)および「閉」(閉止)の状態を表している。
Note that a circle I in FIG. 1 (a symbol in which I is written in circles) is a connector. Further, in a valve such as the three-
同位体分離装置10Aは、例えば、噴霧手段11と、未蒸発分捕集手段12と、位置調整手段13と、検出手段としての雰囲気情報検出手段14および液位検出手段15と、制御手段16とを具備して構成される。
The
同位体分離装置10Aには、液体を移送する3種類のラインとして、移送ライン31、戻りライン32および液相回収ライン33が設けられている。
The
同位体分離装置10Aは、液滴2の浮遊時間の管理および回収をより容易に行う観点から、例えば空調管理可能な室内など、噴霧手段11および未蒸発分捕集手段12の周辺の雰囲気が安定している環境に設置されることが好ましい。
The
噴霧手段11は、例えば、スプレーノズル、噴霧器、超音波霧化器などの霧化器を用いて構成され、分離対象である同位体を液体中に含む被処理液1を微小な液滴2として霧状に噴射(噴霧)する。ここで、微小な液滴2とは、平均粒径が100マイクロメートル[μm]以下の液滴2をいう。なお、液滴2の平均粒径の下限は、選択する機器の性能限界によって決定される。
The spraying means 11 is configured by using, for example, an atomizer such as a spray nozzle, a sprayer, or an ultrasonic atomizer, and the
噴霧手段11の液滴2の噴射方向は、図1に例示される同位体分離装置10Aでは、鉛直下方向に設定されているが、必ずしも鉛直下方向に限定されるものではなく、液滴2の浮遊時間を制御可能である限り任意(全方位)に設定することができる。
In the
また、噴霧手段11の噴射口の位置は、高さ方向(図1において縦(上下)方向)の位置を調整可能に構成されてもよい。 Moreover, the position of the injection port of the spraying means 11 may be configured such that the position in the height direction (vertical (vertical) direction in FIG. 1) can be adjusted.
未蒸発分捕集手段12は、噴霧手段11から噴射された液滴2を噴霧手段11の下方で捕集する構成要素である。未蒸発分捕集手段12の形状、大きさ、材質は、任意であるが、材質については、未蒸発分3を回収容易にする観点から、撥水性が良好なものがよく、撥水性が良好な材料または撥水性良好に表面処理を施した材料を選択するのが好ましい。
The non-evaporated
位置調整手段13は、未蒸発分捕集手段12を調整可能な範囲内で所望の高さ位置に移動させ、その位置に未蒸発分捕集手段12を固定する機能を有する。位置調整手段13は、未蒸発分捕集手段12の高さ方向の位置を調整することによって、噴霧手段11の噴射口から未蒸発分3によって形成される液面までの距離hを調整(可変)する。未蒸発分捕集手段12の位置調整は、手動で行われてもよいし、制御手段16からの指令を受けて自動で行われてもよい。
The
雰囲気情報検出手段14は、液滴2を噴射し、浮遊させて一部を蒸発させる空間を取り巻く雰囲気の、例えば、温度、湿度および圧力など、雰囲気の状態を表す物理量を検出する。
The atmosphere
同位体分離装置10Aでは、雰囲気情報検出手段14として、例えば、雰囲気の温度を検出する温度検出部14aと、雰囲気の湿度を検出する湿度検出部14bと、雰囲気の圧力を検出する圧力検出部14cとを備えて構成される。温度検出部14a、湿度検出部14bおよび圧力検出部14cがそれぞれ検出した検出結果は、制御手段16へ送られる。
In the
液位検出手段15は、未蒸発分捕集手段12が捕集した未蒸発分3が形成する液面(液位)を検出する。検出結果は、制御手段16へ送られる。
The liquid level detection means 15 detects the liquid level (liquid level) formed by the non-evaporated
制御手段16は、例えば、噴霧手段11および未蒸発分捕集手段12の高さ方向の位置(相対位置)およびポンプ321の運転状態を制御する機能を有する。
The
制御手段16は、噴霧手段11および未蒸発分捕集手段12の相対位置について、噴霧手段11および未蒸発分捕集手段12の少なくとも一方の高さ方向の位置を変え、噴霧手段11および未蒸発分捕集手段12の間の距離hを制御する。距離hは、雰囲気情報検出手段14が検出する雰囲気の温度などの物理量や液位検出手段15が検出する液位の情報に基づいて適切な浮遊時間となるように制御される。
The control means 16 changes the position in the height direction of at least one of the spraying means 11 and the non-evaporated fraction collecting means 12 with respect to the relative positions of the spraying means 11 and the non-evaporated part collecting means 12, and The distance h between the collecting and collecting
移送ライン31は、蓄液タンクなどの被処理液1の供給源(図示省略)から被処理液1の供給時に開動作する二方弁311を介して被処理液1を噴霧手段11へ移送する流路を備えるラインである。なお、噴霧手段11(噴射口)の高さ方向の位置を調整可能に構成する場合、噴射口である移送ライン31の終端の位置が変わり、供給源から噴射口までの距離が変わることになるため、移送ライン31の少なくとも一部に可撓性または伸縮性を有する配管や継手を採用するなどして終端位置の調整が可能な箇所を移送ライン31に設ける。
The
戻りライン32は、例えば、未蒸発分3が集まる未蒸発分捕集手段12(または後述する未蒸発分回収手段17:図6)と移送ライン31上に設定される合流点P1とを連絡し、未蒸発分捕集手段12が捕集した未蒸発分3を必要に応じて移送ライン31(合流点P1)へ戻すための流路を備えるラインである。未蒸発分3の移送ライン31への戻し量は、未蒸発分3に含まれる同位体の濃度を考慮して調整される。
The
なお、位置調整手段13を設け、未蒸発分捕集手段12における捕集位置を調整可能に構成する場合、未蒸発分捕集手段12との接続部分である戻りライン32の始端の位置が変わるため、少なくとも一部に可撓性または伸縮性を有する配管や継手を採用するなどして、始端位置の調整が可能な箇所を戻りライン32に設ける。
In addition, when the position adjusting means 13 is provided and the collection position in the non-evaporated fraction collecting means 12 is configured to be adjustable, the position of the start end of the
また、戻りライン32には、液体を移送するポンプ321が設けられる。さらに、必要に応じて、濃度監視部322や流路を開閉する弁323および324が設けられる。ポンプ321の制御機能を有する制御手段16を具備する場合、ポンプ321の運転状態などは、液面(液位)の検出結果に基づいて制御する制御手段16によって制御される。
The
濃度監視部322は、同位体の濃度を計測する機能と濃度計測結果に基づいて三方弁323の開閉状態を切り替える指令を生成する機能とを有し、計測した同位体の濃度に応じて三方弁323の開閉状態を切り替える。なお、図1に示される三方弁323の白抜きおよび黒塗りは、それぞれ、開放および閉止の状態を表しており、図1に例示される三方弁323の開閉状態は、合流点P1へ向かう流路が開放する一方、液相回収ライン33を構成する流路が閉止している状態である。
The
液相回収ライン33は、例えば、移送ライン31への戻しを停止するまたは減少させるなどの必要時に、未蒸発分捕集手段12が捕集する未蒸発分3を回収する流路を備えるラインである。液相回収ライン33は、例えば、移送ライン31への戻しを停止するまたは減少させるなどの必要時に入口である三方弁323の液相回収ライン33側のポートが開路する一方、合流点P1へ向かう流路が閉止する。この三方弁323の流路開閉動作によって捕集された未蒸発分3は液相回収ライン33を通して回収される。
The liquid
続いて、同位体分離装置10Aが採用する同位体分離処理手順の原理について、水と水素同位体の交換反応を例に説明する。
Subsequently, the principle of the isotope separation processing procedure adopted by the
水と水素同位体の交換反応は、下記式(1)で表される。ここで、下記式(1)中のαは分離係数(平衡定数)であり温度が定まると決定される定数である。 The exchange reaction of water and hydrogen isotopes is represented by the following formula (1). Here, α in the following formula (1) is a separation coefficient (equilibrium constant), which is a constant determined when the temperature is determined.
分離係数(平衡定数)αは、比揮発度とも呼称され、完全気体と理想溶液では、下記式(2)に記されるように、分圧の比として表される。ここで、下記式(2)中のxおよびyは、それぞれ、気相および液相のモル分率である。また、Pは分圧である。なお、xなどに付される下付き文字は物質名を表しており、例えば、下付き文字が付されているxは、当該物質の気相のモル分率を表す。 The separation factor (equilibrium constant) α is also referred to as specific volatility, and is expressed as a partial pressure ratio between a perfect gas and an ideal solution as shown in the following formula (2). Here, x and y in the following formula (2) are the molar fractions of the gas phase and the liquid phase, respectively. P is a partial pressure. Note that a subscript attached to x or the like represents a substance name. For example, x attached with a subscript represents a gas phase mole fraction of the substance.
また、温度0℃から130℃の範囲(273K≦T≦403K)では、HTOの分圧に対するH2Oの分圧(分圧比)の自然対数(ネイピア数eを底とする対数)について、下記式(3)が成立する報告例がある。また、水素同位体を含む水の蒸気圧の大きさの関係は、下記式(4)で表される関係が成立することが知られている。 In addition, in the temperature range from 0 ° C. to 130 ° C. (273K ≦ T ≦ 403K), the natural logarithm (logarithm based on the Napier number e) of the partial pressure (partial pressure ratio) of H 2 O with respect to the partial pressure of HTO is as follows. There is a report example in which Expression (3) is established. Further, it is known that the relationship of the vapor pressure of water containing a hydrogen isotope is expressed by the following equation (4).
図2はH2Oの同位体の温度(横軸)と分離係数α(縦軸)との関係を示す説明図(グラフ)であり、より具体的には、上記式(3)を用いて求まる温度Tに対する分離係数αの関係を表すグラフである。 FIG. 2 is an explanatory diagram (graph) showing the relationship between the H 2 O isotope temperature (horizontal axis) and the separation coefficient α (vertical axis), and more specifically, using the above equation (3). It is a graph showing the relationship of the separation coefficient (alpha) with respect to the temperature T to be obtained.
図2に示される関係から温度が低いほど分離係数αは大きくなる傾向がある。その一方で温度が低くなるほど反応速度は遅くなる傾向にある。従って、大きい分離係数αを得るためには、より反応速度を高める手法を採用して処理効率を向上させる必要がある。 From the relationship shown in FIG. 2, the separation factor α tends to increase as the temperature decreases. On the other hand, the lower the temperature, the slower the reaction rate. Therefore, in order to obtain a large separation coefficient α, it is necessary to improve the processing efficiency by adopting a method for increasing the reaction rate.
そこで、本実施形態では、反応速度を向上させる手法として、被処理液1を微小液滴化して表面積を増大化する手法を採用している。本手法を採用することで、被処理液1の蒸発に寄与する表面積を大きくすることができ、同じ温度であっても微小液滴化しない場合と比べてより高速に反応を進行させることができる。 Therefore, in the present embodiment, as a method for improving the reaction rate, a method for increasing the surface area by forming the liquid 1 to be processed into fine droplets is adopted. By adopting this method, the surface area that contributes to the evaporation of the liquid 1 to be treated can be increased, and the reaction can proceed at a higher speed than in the case where the droplets are not formed even at the same temperature. .
また、被処理液1の蒸発量は、液滴2の浮遊時間や雰囲気の温度などを制御することにより行う。被処理液1を微小液滴化した液滴2について、蒸発による液体(ここでは、水)の液滴半径の変化は下記式(5)を用いて求めることができることが知られている。
Further, the evaporation amount of the liquid 1 to be processed is performed by controlling the floating time of the
被処理液1(図1)から同位体を分離するためには、気相分(蒸発分)が生じることが必要である一方、完全に蒸発させない(液滴2が未蒸発分3として残存する)ことが必要である。従って、未蒸発分捕集手段12の高さ方向の位置、より具体的には距離hは、液滴2の蒸発速度に応じて設定する。
In order to separate the isotope from the liquid to be treated 1 (FIG. 1), it is necessary to generate a gas phase component (evaporated component), but it is not completely evaporated (
液滴2の浮遊時間は、噴霧手段11から噴射された直後(初期時)の液滴2よりも小さくなっていれば十分であるが、同位体の分離を効率化する観点からは、気相分(蒸発分)と液相分(未蒸発分3)との割合が、少量側が10%程度以上であって多量側が90%程度未満であることが好ましい。また、少量側が25%程度以上であって多量側が75%程度未満であればより好ましく、気相分(蒸発分)と液相分(未蒸発分3)との割合の差が20%程度以内で収まる範囲であればさらに好ましい。
The suspension time of the
図3は、周囲(雰囲気)の温度が25℃、浮遊開始時(浮遊時間0秒[sec])に平均粒径が20μmの場合における、液滴2(図1)の浮遊時間(横軸)経過後の平均粒径(縦軸)の関係を示す説明図(グラフ)である。
FIG. 3 shows the floating time (horizontal axis) of the droplet 2 (FIG. 1) when the ambient (atmosphere) temperature is 25 ° C. and the average particle size is 20 μm at the start of floating (floating
液滴2は、浮遊時間の経過と共に蒸発して平均粒径が浮遊開始時よりも小さくなる。例えば、噴霧手段11から噴射された直後(初期時)の液滴2の平均粒径が20μmであった場合、浮遊時間を約25秒以上に設定すれば、浮遊時の液滴2の平均粒径は初期時(=20μm)の3/4以下となる15μm以下とすることができ、初期時の液滴2の体積に対して約半分以上を蒸発させることができる。
The
液滴2の噴射方向が図1に例示される鉛直下方向の場合、噴霧手段11の特性により異なる場合も有り得るが、一般的には、液滴2は自由落下すると考えられる。液滴2の浮遊時間を確保するために設定する未蒸発分捕集手段12の高さ方向の位置は、例えば、ストークスの終末沈降速度を導出する下記式(8)を用いて算出することができる。制御手段16は、下記式(8)を用いた未蒸発分捕集手段12の高さ方向の位置の算出結果を距離hの制御に用いることができる。
When the ejection direction of the
また、浮遊時間は、噴射する液滴2の直径(平均粒径)の他、液滴2の噴射速度、雰囲気ガスの種類(空気、希ガスなど)や状態(温度、湿度、圧力など)によっても変化する。従って、液滴2の大きさおよび浮遊時間、液滴2の噴射速度、雰囲気ガスの種類、雰囲気ガスの状態および液滴2の沈降距離などを考慮して同位体の分離に適切な距離hを設定可能に噴霧手段11および未蒸発分捕集手段12を構成する。
In addition to the diameter (average particle diameter) of the
図4は、雰囲気温度が20℃(常圧)の場合における、液滴2の大きさ(平均粒径)の違いに対する浮遊時間(横軸)と沈降距離(縦軸)との関係を示す説明図(グラフ)である。
FIG. 4 illustrates the relationship between the floating time (horizontal axis) and the settling distance (vertical axis) with respect to the difference in size (average particle size) of the
図4に示される点群m1、m2、m3、m4およびm5は、それぞれ、液滴2の平均粒径が、0.1、1.0、5.0、10および20μmの場合の沈降距離をメートル[m]で表している。
Point groups m1, m2, m3, m4 and m5 shown in FIG. 4 indicate the settling distances when the average particle size of the
液滴2は平均粒径が大きい程、浮遊時間は短くなり、沈降距離は長くなる。また、何れの平均粒径についても、浮遊時間と沈降距離とは比例関係にあり、浮遊時間が長い程、沈降距離は長くなる。図4に示される結果を考慮すれば、例えば、噴霧手段11および未蒸発分捕集手段12間の距離hを0.4メートル程度とし、浮遊時間が120秒[sec]以内となるように装置を設計する場合、液滴2の平均粒径は10μm以上とすることが望ましい。
The larger the average particle size of the
続いて、同位体分離装置10Aの作用について、図1に示される同位体分離装置10Aを例に説明する。
Next, the operation of the
同位体分離装置10Aは、まず、移送ライン31を通して被処理液1を噴霧手段11へ移送する。噴霧手段11では、被処理液1が微小液滴化されて液滴2が生成される。被処理液1が微小液滴化されることによって蒸発に寄与する表面積が増大する。
The
生成された液滴2は噴霧手段11の噴射口から雰囲気中に噴射され、設定した所定時間以上浮遊させる。同位体分離装置10Aでは、液滴2の大きさ、液滴2の噴射速度、雰囲気ガスの種類、雰囲気ガスの状態および距離hの少なくとも何れかを制御することによって液滴2の浮遊時間が制御される。
The generated
なお、液滴2の大きさについては、例えば、噴霧手段11が液滴2の大きさを制御する機能を有する場合、当該機能を用いて行われる。
In addition, about the magnitude | size of the
雰囲気中に噴射された液滴2は、雰囲気中を浮遊する過程で一部が蒸発し、残りは液滴2として残存する。液滴2として残存する未蒸発分3は未蒸発分捕集手段12に捕集される。液滴2の浮遊時間は軽いほど長くなるため、液滴2として残存する未蒸発分3は、蒸発した蒸発分よりも相対的に重い。
Part of the
同位体分離装置10Aは、液滴2を浮遊させることによって、液滴2を気相分(液滴2の蒸発分)と液相分(液滴2の未蒸発分3)とに分離し、被処理液1に含まれる同位体を相対的に軽い成分(軽成分)と相対的に重い成分(重成分)とに分離する。
The
図1に例示される同位体分離装置10Aでは、未蒸発分捕集手段12に捕集された未蒸発分3は、戻りライン32を通して移送される。未蒸発分3の移送先は、三方弁323によって、移送ライン31(合流点P1)か液相回収ライン33かに切り替えられる。移送先の切り替えは、例えば、濃度監視部322が計測した同位体の濃度を考慮するなどして行われる。
In the
なお、上述した同位体分離装置10Aは一例であり、上述した例に限定されるものではなく、幾つかの構成要素を付加したり、任意の構成要素を省略するなど変更したりして同位体分離装置10Aを構成することができる。
The above-described
同位体分離装置10Aは、少なくとも被処理液1を微小な液滴2として噴霧して所定の浮遊時間浮遊させた後に残存する液滴2を捕集できればよいため、噴霧手段11と未蒸発分捕集手段12とを具備していればよい。換言すれば、上述した同位体分離装置10Aのうち、位置調整手段13、雰囲気情報検出手段14、液位検出手段15、制御手段16、戻りライン32および液相回収ライン33は、任意の構成要素であり、これらの少なくとも何れかを省略して同位体分離装置10Aを構成することができる。
The
例えば、上述した同位体分離装置10Aは、被処理液1の温度調整手段を具備していない例であるが、図示が省略されている供給源や移送ライン31にヒータやクーラなどの被処理液1の調温手段を追設してもよい。
For example, the above-described
また、上述した同位体分離装置10Aは、位置調整手段13を具備しているが、距離hの調整を噴霧手段11側のみで十分に行える場合などでは、位置調整手段13を省略した構成を採用してもよい。
In addition, the above-described
また、上述した同位体分離装置10Aは、機械を用いて未蒸発分3を回収し、移送ライン31に合流させる戻りライン32を設けて構成されているが、必ずしも戻りライン32を設ける必要はない。また、戻りライン32から分岐する液相回収ライン33についても必ずしも設ける必要はなく、省略した構成を採用してもよい。
Further, the above-described
同位体分離装置10Aでは、上述したような構成要素の追加や省略の他にも、形状や要素を変更することもできる。上述した同位体分離装置10Aにおいて、未蒸発分捕集手段12を一例にして説明する。
In the
図5は未蒸発分捕集手段12の構成例を示す概略図であり、図5(A)は捕集面121が平らな構成例を示す概略図、図5(B)は捕集面121が傾斜している構成例を示す概略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration example of the non-evaporated component collecting means 12, FIG. 5A is a schematic diagram showing a configuration example in which the
図6は未蒸発分捕集手段12および未蒸発分回収手段17の構成例を示す概略図であり、図6(A)は、傾斜している回収面171を備える未蒸発分回収手段17の構成例を示す概略図であり、図6(B)は平らな回収面172を備える未蒸発分回収手段17の構成例を示す概略図である。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the non-evaporated
図1に例示される未蒸発分捕集手段12の未蒸発分3の捕集面は、図5(A)に例示されるような平らな捕集面(平面)121であるが、より捕集を容易化するなどの観点から図5(B)に例示されるような傾斜した捕集面122に構成してもよい。
The collection surface of the
また、図6(A)に例示されるように、未蒸発分捕集手段12の捕集面に貫通孔を設けた有孔捕集面123を形成したり、スクレーパ18などの捕集面をかする(擦過する)擦過手段を付属させたりしてもよい。
Moreover, as illustrated in FIG. 6A, a
有孔捕集面123を形成した未蒸発分捕集手段12では、未蒸発分捕集手段12を動かすことなく未蒸発分3を容易に回収することができ、未蒸発分3の回収効率を高めることができる。また、擦過手段は、未蒸発分捕集手段12に残留する未蒸発分3の量をより減少させることができ、未蒸発分3の回収効率を高めることができる。
In the non-evaporated component collecting means 12 having the perforated collecting
有孔捕集面123を形成した未蒸発分捕集手段12を設ける場合、図6(A)に例示されるように、未蒸発分捕集手段12とは別に未蒸発分3(図1)を回収する容器状の未蒸発分回収手段17をさらに設けることができる。蒸発分回収手段17における未蒸発分3の回収面は、傾斜した回収面171(図6(A))でも平らな回収面172(図6(B))でもよい。
When the non-evaporated component collecting means 12 having the perforated collecting
また、図6に示される未蒸発分回収手段17は、戻りライン32と接続されている例であるが、戻りライン32が省略されていてもよい。すなわち、未蒸発分回収手段17は単なる容器として構成されていてもよい。
Moreover, although the non-evaporated component collection | recovery means 17 shown by FIG. 6 is an example connected with the
次に、第1の実施形態に係る同位体分離方法の一例として、同位体分離装置10Aを用いた同位体分離処理手順(以下、「第1の同位体分離処理手順」とする。)について説明する。
Next, as an example of the isotope separation method according to the first embodiment, an isotope separation processing procedure using the
図7は、第1の同位体分離処理手順における処理ステップ(ステップS1〜ステップS4)の流れを示す流れ図(フローチャート)である。 FIG. 7 is a flowchart (flow chart) showing a flow of processing steps (step S1 to step S4) in the first isotope separation processing procedure.
第1の同位体分離処理手順は、例えば、同位体を含む被処理液1を微小な液滴2(図1)とするステップ(ステップS1)と、微小な液滴2を所定空間内に放出(噴射)し、放出した微小な液滴2を設定した所定時間浮遊させることによって、浮遊中に蒸発する蒸発分と浮遊を終えてもなお液体のまま残存する未蒸発分3とに分離するステップ(ステップS2)とを備える。所定空間内に放出された微小な液滴2のうち、未蒸発分の液滴2は、回収される(ステップS3)。
The first isotope separation processing procedure includes, for example, a step (step S1) in which a
第1の同位体分離処理手順では、まず、噴霧手段11(図1)が同位体を含む被処理液1の微小な液滴2を発生させる(ステップS1)。続いて、発生させた微小な液滴2を、噴霧手段11から噴射して空間を浮遊させる。液滴2は、放出された空間中で一部が蒸発して大きさが減少していき、設定される浮遊時間経過後、未蒸発分捕集手段12(図1)に到着する(ステップS2)。続いて、蒸発することなく残存する液滴2(未蒸発分3)を回収する(ステップS3)。
In the first isotope separation processing procedure, first, the spray means 11 (FIG. 1) generates
ステップS3の完了後、第1の同位体分離処理手順を終了する場合(ステップS4でYESの場合)、第1の同位体分離処理手順は全処理ステップを終了する(END)。一方、第1の同位体分離処理手順を終了しない場合(ステップS4でNOの場合)、処理フローはステップS1へ戻り、ステップS1以降の処理ステップが行われる。 If the first isotope separation processing procedure is to be ended after completion of step S3 (YES in step S4), the first isotope separation processing procedure is to end all processing steps (END). On the other hand, when the first isotope separation process procedure is not terminated (NO in step S4), the process flow returns to step S1, and the process steps after step S1 are performed.
このように、同位体分離装置10Aおよび第1の同位体分離処理手順によれば、同位体を含む液体(被処理液1)を微小な液滴2として噴射し、一部の液滴2を蒸発させることで、蒸発分と未蒸発分とに分離することができる。液滴2の蒸発分は相対的に軽い同位体が多くなる一方、液滴2の未蒸発分は相対的に重い同位体が多くなることから、液滴2の蒸発分と未蒸発分とを分離することによって、被処理液1に含まれる同位体を分離することができる。
As described above, according to the
同位体分離装置10Aは、同位体を分離するための構成が噴霧手段11および未蒸発分捕集手段12であるため、水蒸留方式、同位体交換方式および電気分解方式などの従来の同位体分離技術を採用した同位体分離装置よりも小型で処理コストを割安に抑えることができる。すなわち、同位体分離装置10Aおよび第1の同位体分離処理手順によれば、従来よりも小型で処理コストを割安に抑えて被処理液1の中に存在する同位体を分離して回収することができる。
Since the
また、同位体分離装置10Aを、噴霧手段11および未蒸発分捕集手段12間の距離hを調整可能に構成することで、液滴2の浮遊時間を適切に制御することができ、高い分離効率が得られる状態を維持することができる。
Further, by configuring the
同位体分離装置10Aに検出手段を設けることで、液滴2の浮遊時間に影響する雰囲気ガスの状態(温度、湿度、圧力など)や噴霧手段11および未蒸発分捕集手段12間の距離hを検出することができ、検出結果を高い分離効率を得るための浮遊時間の設定に用いることができる。また、同位体分離装置10Aに制御手段16を設けることで、高い分離効率を得るための浮遊時間の設定を(制御手段16が)自動で行うことができる。
By providing detection means in the
同位体分離装置10Aに、未蒸発分回収手段17を設けることで、未蒸発分3の捕集を継続しつつ捕集された未蒸発分3を回収することができる。また、擦過手段を設けることで未蒸発分3をより効率良く集積して回収することができる。
By providing the non-evaporated component recovery means 17 in the
また、同位体分離装置10Aにおいて、戻りライン32を設けることで、未蒸発分3の捕集を継続しつつ捕集された未蒸発分3を回収することができる。さらに、同位体分離装置10内で第1の同位体分離処理手順(図7)などの同位体分離処理手順を複数回(多サイクルで)繰り返すことができるので、より濃度の高い状態で同位体を分離することができる。
Moreover, in the
同位体分離装置10Aにおいて、戻りライン32から分岐する液相回収ライン33を設けることで、同位体分離処理手順の繰り返しが不要な場合に、同位体分離処理手順を行ってもなお未蒸発であった液滴2を回収することができる。
In the
さらに、戻りライン32に濃度監視部322を設けることで、計測した同位体の濃度に応じて、未蒸発分3の移送ライン31への移送を継続するか否(移送ライン31への移送を停止または移送先を切り替えて回収する)かを切り替えることができる。
Furthermore, by providing the
なお、図1に例示される同位体分離装置10Aは、同位体の分離を行う、噴霧手段11および未蒸発分捕集手段12が、それぞれ1個ずつ(分離段数が1段)の構成であるが、同位体分離装置10Aを直列に複数個接続して分離段数を複数段に多段化して構成してもよい。
Note that the
[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態に係る同位体分離装置は、第1の実施形態に係る同位体分離装置に対して、より空間的に限定した範囲内で液滴の蒸発を管理する点と、当該範囲内で生じた液滴の蒸発分(気相分)を回収する蒸発分回収ラインが設けられている点とで相違するが、その他の点では実質的に相違しない。そこで、本実施形態の説明では、上記相違点を中心に説明し、上述した実施形態と実質的に重複する説明を省略する。
[Second Embodiment]
The isotope separation device according to the second embodiment of the present invention manages the evaporation of droplets within a more spatially limited range with respect to the isotope separation device according to the first embodiment; This is different from the point provided with the evaporation recovery line for recovering the evaporation (gas phase) of the droplets generated within the range, but is not substantially different in other points. Therefore, in the description of the present embodiment, the difference will be mainly described, and a description that substantially overlaps with the above-described embodiment will be omitted.
図8は、本発明の第2の実施形態に係る同位体分離装置の一例である同位体分離装置10Bの構成を概略的に示した概略図である。
FIG. 8 is a schematic diagram schematically showing the configuration of an
なお、図8では、図の煩雑化防止などの観点から、制御手段16などの同位体分離装置10Aに対して実質的に相違しない構成の一部を省略して示している。
In FIG. 8, from the viewpoint of preventing the complication of the drawing, a part of the configuration that is not substantially different from the
同位体分離装置10Bは、例えば、同位体分離装置10Aに対して、液滴2が蒸発する範囲を空間的に限定する蒸発制御容器21と、蒸発制御容器21内の気相環境を制御する環境制御手段22と、蒸発制御容器21内にパージガス4を供給するパージガス供給ライン23と、蒸発した液滴2を含む気相部分を蒸発制御容器21内から回収する気相回収ライン35とが設けられている。
The
同位体分離装置10Bにおいて、雰囲気情報検出手段14は、例えば、温度、湿度および圧力などの蒸発制御容器21内の気相環境を表す物理量を検出する。
In the
環境制御手段22は、例えば、温度を制御する温度制御機能、湿度を制御する湿度制御機能および圧力を制御する圧力制御機能などの蒸発制御容器21内の気相環境を表す物理量の少なくとも一つについて制御する機能を有する。環境制御手段22は、雰囲気情報検出手段14が検出する温度などの物理量の検出値に基づき当該物理量を目標値に近づけるように制御する。
The environment control means 22 is for at least one of physical quantities representing a gas phase environment in the
環境制御手段22としての温度制御手段は、例えば、加温器や冷却器などを用いて構成することができる。環境制御手段22としての湿度制御手段は、例えば、気体から湿分を除去する乾燥器や、シリカゲルや吸水ポリマーなどの湿分吸収要素と容器内の気相部分を排気する排気要素とを組み合わせたりして構成することができる。 The temperature control means as the environment control means 22 can be configured using, for example, a heater or a cooler. The humidity control means as the environment control means 22 is, for example, a combination of a dryer that removes moisture from a gas, a moisture absorption element such as silica gel or a water-absorbing polymer, and an exhaust element that exhausts the gas phase portion in the container. Can be configured.
環境制御手段22としての圧力制御手段は、例えば、加圧ポンプや減圧ポンプなどを用いて構成することができる。 The pressure control means as the environment control means 22 can be configured using, for example, a pressurization pump or a decompression pump.
パージガス供給ライン23は、パージガス4を供給するパージガス供給源(図8において図示を省略)と蒸発制御容器21とを連絡する流路である。パージガス4としては、例えば、乾燥空気、窒素ガス、希ガスなどの化学的に安定であって乾燥した気体を用いることができる。
The purge
パージガス供給ライン23には、蒸発制御容器21と連絡する流路を開閉自在な弁231が取り付けられている。なお、弁231の開状態と閉状態の切り替えは、制御手段16(図8において図示を省略)が雰囲気情報検出手段14から取得される湿度の検出値に基づいて行われてもよい。
A
気相回収ライン35は、蒸発制御容器21内で蒸発した液滴2を含む気相部分(以下、「蒸発分」とする。)5を蒸発制御容器21から回収する流路を備えるラインである。気相回収ライン35には、例えば、液滴2を含み得る蒸発分5を凝縮し、蒸発分5に混在し得る湿分を除去する凝縮部351と、蒸発分5を吸引する吸引力を発生させる吸引ポンプ352とが設けられる。
The vapor
凝縮部351は、例えば、蒸発分5を冷却する冷却手段、シリカゲルなどの吸湿剤を用いた湿分除去手段、気相分と液相分とに分離する気液分離膜や遠心分離機などの気液分離手段などを用いて構成することができる。
The condensing
吸引ポンプ352は、蒸発制御容器21から蒸発分5を吸引する吸引力を発生させ、蒸発制御容器21内から気相回収ライン35へ蒸発分5を吸引する。蒸発分5の吸引量は、蒸発制御容器21内で発生した蒸発分5の蒸気圧分以上の体積となるように設定する。
The
このように構成される同位体分離装置10Bは、同位体分離装置10Aと同様にして液滴2を部分的に蒸発させて被処理液1の中に存在する同位体を分離して回収する。また、同位体分離装置10Bは、液滴2の蒸発範囲を蒸発制御容器21内に制限し、気相回収ライン35から蒸発制御容器21内の蒸発分5を回収する。
The
環境制御手段22を設けた同位体分離装置10Bでは、環境制御手段22が、例えば、温度、湿度および圧力などの蒸発制御容器21内の雰囲気の状態(気相環境)を表す物理量を制御することによって、蒸発制御容器21内における液滴2の蒸発を制御する。
In the
パージガス供給ライン23を設けた同位体分離装置10Bでは、弁231を開いてパージガス4を蒸発制御容器21内に供給することによって、蒸発制御容器21内の雰囲気を乾燥した状態に維持することができ、液滴2の蒸発を促進する。
In the
なお、図8に例示される気相回収ライン35は、凝縮部351および吸引ポンプ352を設けた例であるが、必ずしも両方を設ける必要はなく、一方を省略してもよい。
Note that the vapor
例えば、凝縮部351のみを設ける(吸引ポンプ352を省略する)場合、凝縮部351が稼働することによって凝縮部351内の圧力が下がるため、連通する蒸発制御容器21内の気相部分を吸引する吸引力を発生させることができる。
For example, when only the condensing
また、吸引ポンプ352を、気液混合体を移送可能な気液移送ポンプなどの液体が混在する気体を移送するのに十分な容量を有する場合、吸引ポンプ352のみを設ける(凝縮部351を省略する)こともできる。
Further, when the
なお、上述した同位体分離装置10Bは、同位体分離装置10Aに対して、蒸発制御容器21の他、環境制御手段22、パージガス供給ライン23および気相回収ライン35をさらに設けた場合の一例であるが、環境制御手段22、パージガス供給ライン23および気相回収ライン35の少なくとも何れかの構成要素を省略して同位体分離装置10Bを構成してもよい。すなわち、同位体分離装置10Bは、同位体分離装置10Aに対して、液滴2が蒸発する範囲を空間的に限定する蒸発制御容器21をさらに具備していればよい。
The
例えば、同位体分離装置10Aに対して、蒸発制御容器21および環境制御手段22をさらに具備する同位体分離装置10Bや蒸発制御容器21および気相回収ライン35をさらに具備する同位体分離装置10Bなどを構成することができ、蒸発制御容器21以外の構成要素は任意に選択して設けることができる。
For example, with respect to the
なお、図8に例示される同位体分離装置10Bでは、図1に例示される同位体分離装置10Aに対して、1個の三方弁323(図1)の代わりに、戻りライン32に1個の二方弁(開閉弁)325と、液相回収ライン33に1個の二方弁331とを設けた構成であるが、図1に例示される同位体分離装置10Aと同様、2個の二方弁325および331の代わりに、戻りライン32と液相回収ライン33との分岐点P2に1個の三方弁323を設けた構成としてもよい。
In the
次に、第2の実施形態に係る同位体分離方法の一例として、同位体分離装置10Bを用いた同位体分離処理手順(以下、「第2の同位体分離処理手順」とする。)について説明する。
Next, as an example of the isotope separation method according to the second embodiment, an isotope separation processing procedure using the
第2の同位体分離処理手順は、第1の同位体分離処理手順(図7)に対して、ステップS1およびステップS2を行う場所が蒸発制御容器21(図8)内である点と、蒸発した液滴2を回収するステップをさらに含む点で相違するが、その他の点では実質的に差異はない。 The second isotope separation processing procedure is different from the first isotope separation processing procedure (FIG. 7) in that the place where step S1 and step S2 are performed is in the evaporation control vessel 21 (FIG. 8), and evaporation. However, there is no substantial difference in other points.
蒸発した液滴2を回収するステップは、発生した微小な液滴2が蒸発した後であって、第2の同位体分離処理手順の終了前、すなわち、ステップS2よりも後であってステップS4よりも前のタイミングに行われる。蒸発した液滴2を回収するステップが行われるタイミングは、未蒸発分3を回収するステップS3(図7)との関係は問わない。
The step of collecting the evaporated
なお、第2の同位体分離処理手順は、ステップS1〜ステップS3の処理ステップを促進するなどの観点から、パージガス4を蒸発制御容器21内に供給するステップや蒸発制御容器21内の温度などを制御するステップをさらに含んでいてもよい。
Note that the second isotope separation processing procedure includes the step of supplying the purge gas 4 into the
このように、同位体分離装置10Bおよび第2の同位体分離処理手順によれば、同位体分離装置10Aおよび第1の同位体分離処理手順と同様に、従来よりも小型で処理コストを割安に抑えて被処理液1の中に存在する同位体を分離して回収することができる。
As described above, according to the
同位体分離装置10Bおよび第2の同位体分離処理手順によれば、液滴2が蒸発する範囲を液滴2が蒸発する範囲が同位体分離装置10Aよりも狭い蒸発制御容器21内に限定することができるので、気相環境をより容易に制御する(安定させる)ことができ、ひいては液滴2の浮遊時間をより安定的に制御することができる。
According to the
また、同位体分離装置10Bでは、液滴2が蒸発する範囲を蒸発制御容器21内に限定することができるので、気相回収ライン35をさらに設けることによって、液滴2の未蒸発分のみならず液滴2の蒸発分5についても回収することができる。
Further, in the
同位体分離装置10Bに環境制御手段22を設けることで、蒸発制御容器21内に浮遊する液滴2を、より高い分離効率で同位体分離するための浮遊時間の設定を(環境制御手段22が)自動で行うことができる。また、環境制御手段22が、例えば、温度、湿度および圧力などの蒸発制御容器21内の気相環境を表す物理量を制御することによって、同位体分離装置10Aよりも液滴2の蒸発量を細かく制御できるので、同位体の分離をさらに安定して行うことができる。
By providing the environment control means 22 in the
同位体分離装置10Bにパージガス供給ライン23を設けることで、蒸発制御容器21内に乾燥空気、窒素ガス、希ガスなどの化学的に安定であって乾燥した気体を蒸発制御容器21内に供給することができ、蒸発制御容器21内を低湿度に保つことができる。従って、蒸発制御容器21内を液滴2の蒸発が促進される環境に保つことができ、液滴2の蒸発量を増大させることができる。故に、同位体を含む水の濃度が増大した被処理液1に対しても、効率的に同位体を回収することができる。
By providing the purge
以上、同位体分離装置10A,10Bおよび同位体分離装置10A,10Bを用いた同位体分離方法によれば、従来よりも小型で処理コストを割安に抑えて被処理液1の中に存在する同位体を分離して回収することができる。
As described above, according to the isotope separation method using the
また、戻りライン32を設けることで、第1の同位体分離処理手順(図7)などの同位体分離処理手順を同位体分離装置内で繰り返すことができるので、より濃度の高い状態で同位体を分離することができる。
Further, by providing the
さらに、戻りライン32から分岐する液相回収ライン33を設けることで、同位体分離処理手順の繰り返しが不要な場合に、同位体分離処理手順を実施してもなお未蒸発であった液滴2を回収することができる。
Furthermore, by providing a liquid
同位体分離装置10Bでは、液滴2が蒸発する範囲が同位体分離装置10Aよりも狭いため、気相環境をより容易に制御する(安定させる)ことができ、ひいては液滴2の浮遊時間をより安定的に制御することができる。
In the
また、同位体分離装置10Bでは、液滴2が蒸発する範囲を蒸発制御容器21内に限定することができるので、気相回収ライン35をさらに設けることによって、液滴2の未蒸発分のみならず液滴2の蒸発分5についても回収することができる。
Further, in the
同位体分離装置10Bに環境制御手段22を設けることで、蒸発制御容器21内に浮遊する液滴2を、より高い分離効率で同位体分離するための浮遊時間の設定を(環境制御手段22が)自動で行うことができる。また、環境制御手段22が、例えば、温度、湿度および圧力などの蒸発制御容器21内の気相環境を表す物理量を制御することによって、同位体分離装置10Aよりも液滴2の蒸発量を細かく制御できるので、同位体の分離をさらに安定して行うことができる。
By providing the environment control means 22 in the
同位体分離装置10Bにパージガス供給ライン23を設けることで、蒸発制御容器21内に乾燥空気、窒素ガス、希ガスなどの化学的に安定であって乾燥した気体を蒸発制御容器21内に供給することができ、蒸発制御容器21内における液滴2の蒸発環境を制御することができる。
By providing the purge
なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階では、上述した実施例以外にも様々な形態で実施することができる。本発明は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、追加、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be implemented in various forms other than the above-described examples in the implementation stage. The present invention can be variously omitted, added, replaced, and changed without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…被処理液、2…液滴、3…未蒸発分、4…パージガス、5…蒸発分、10A,10B…同位体分離装置、11…噴霧手段、12…未蒸発分捕集手段、121…平らな捕集面、122…傾斜した捕集面、123…有孔捕集面、13…位置調整手段、14…雰囲気情報検出手段、14a…温度検出部(温度検出手段)、14b…湿度検出部(湿度検出手段)、15c…圧力検出部(圧力検出手段)、15…液位検出手段、16…制御手段、17…未蒸発分回収手段、18…スクレーパ(擦過手段)、21…蒸発制御容器、22…環境制御手段、23…パージガス供給ライン、231…二方弁、31…移送ライン、311…二方弁、32…戻りライン、321…ポンプ、322…濃度監視部(濃度計測手段、流路開閉制御手段)、323…三方弁、324,325…二方弁、33…液相回収ライン、331…二方弁、35…気相回収ライン、351…凝縮器(凝縮手段)、352…吸引ポンプ、P1…移送ラインと戻りラインとの合流点、P2…戻りラインから回収ラインへの分岐点。
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記噴霧手段から噴射された前記液滴の未蒸発分を捕集する未蒸発分捕集手段とを具備することを特徴とする同位体分離装置。 Spraying means for ejecting a liquid containing an isotope present in the liquid as fine droplets;
An isotope separation device comprising: an unevaporated component collecting unit that collects an unevaporated component of the droplets ejected from the spraying unit.
前記温度検出部、前記湿度検出部、前記圧力検出部および前記液位検出部のうち、少なくとも何れかの検出部が検出した物理量の少なくとも1個を用いて前記位置調整手段を制御して前記噴霧手段と前記未蒸発分捕集手段との間の距離を制御する制御手段とを具備する請求項2記載の同位体分離装置。 Position adjusting means for adjusting the position of at least one of the spraying means and the non-evaporated component collecting means;
At least one of the physical quantities detected by at least one of the temperature detection unit, the humidity detection unit, the pressure detection unit, and the liquid level detection unit is used to control the position adjusting unit to control the spraying. The isotope separation apparatus according to claim 2, further comprising a control unit that controls a distance between the unit and the unevaporated component collecting unit.
前記戻りラインを流れる前記液滴の未蒸発分の移送先を、前記同位体を含む液体を前記噴霧手段へ移送する移送ラインとする第1の流路開閉状態と、前記回収ラインを構成する流路を開放する一方、前記戻りラインを流れる前記液滴の未蒸発分の移送先を、前記回収ラインとする第2の流路開閉状態とを切り替える流路開閉手段を前記戻りラインおよび前記回収ラインに設けた請求項8記載の同位体分離装置。 Branching from the return line and providing a recovery line for recovering the unevaporated content of the droplets;
A first flow path opening / closing state in which the transfer destination of the unevaporated liquid droplets flowing through the return line is a transfer line for transferring the liquid containing the isotope to the spraying means, and the flow constituting the recovery line The return line and the recovery line are channel opening / closing means for switching between a second channel opening / closing state that opens the path and uses a transfer destination of the unevaporated portion of the droplets flowing through the return line as the recovery line. The isotope separation device according to claim 8 provided in the above.
前記濃度計測手段の計測結果に応じて、前記流路開閉手段の状態を、前記第1の開閉状態または前記第2の開閉状態に切り替える流路開閉制御手段を設けた請求項9記載の同位体分離装置。 Concentration measuring means for measuring the concentration of isotopes contained in the unevaporated portion of the droplet flowing through the return line is provided in the return line, and further, according to the measurement result of the concentration measuring means, The isotope separation device according to claim 9, further comprising: a channel opening / closing control unit that switches a state to the first opening / closing state or the second opening / closing state.
前記微小な液滴を、所定空間内に放出し、所定時間を超えて浮遊し蒸発する液滴と、前記所定時間以下で浮遊し蒸発しない液滴とに分離するステップとを備えることを特徴とする同位体分離方法。 Making the liquid containing the isotope present in the liquid a fine droplet;
A step of discharging the minute droplets into a predetermined space and separating the droplets into a droplet that floats and evaporates over a predetermined time and a droplet that floats and does not evaporate in the predetermined time or less. Isotope separation method.
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