JP6366532B2 - フィルタベント方法、フィルタベント装置及び原子力プラント - Google Patents
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Description
HOI = IO-+ H+ …(2)
水酸化ナトリウムなどの添加によって水のpHをアルカリ側にすると、水中におけるI2の存在比が低下し、I-及びIO-のイオン成分として水中にヨウ素が安定に溶解する。これらの平衡関係に基いて、放射線照射下での平衡定数を用い、初期に水中に添加したI-濃度に対するその水中での分子状ヨウ素I2濃度の割合を計算した結果を、図3に示す。図3に示された計算結果は、水中における初期のI-濃度を1×10-7mol/L、1×10-6mol/L及び1×10-5mol/Lとし、pHを1から7まで変化させて計算して得られた。ヨウ素が溶解する水のpHが低いほど、また、初期のI-濃度が高いほど、I2の割合が高くなる。しかし、ヨウ素が溶解する水のpHが7程度では、I2の割合はほとんど0に近くなる。
ところが、チオ硫酸ナトリウムは還元剤であるため、熱及び放射線の環境下では、チオ硫酸ナトリウム自体の酸化が促進され、スクラビング水中のチオ硫酸ナトリウムが消費される。このため、大過剰の量のチオ硫酸ナトリウムがスクラビング水内に溶解されるが、長期的にはチオ硫酸ナトリウムが消費されるので、それの補充が必要である。
その水中において、放射性ヨウ素を、白金族金属を含むナノ粒子に含まれる白金族金属によって還元し、
この還元によって生成された水溶性のヨウ素をスクラビング容器内の水中に保持することにある。
原子炉格納容器から排出されたガスに含まれる水素がスクラビング容器内の水中に流入すると、この水中に存在する白金族金属を含むナノ粒子の白金族金属(白金、パラジウムまたはロジウム)は水素の触媒として作用し、水素が放電してプロトンと電子を生成するときに、生成された電子によって、そのガスと共に水中に排出された放射性ヨウ素がI-に還元される。
そこで、銀がスクラビング容器内の水中に存在していれば、過酷事故時において排気によって放射性ヨウ素がその水中に流入したときに、水中の銀と放射性ヨウ素が速やかに反応して水に溶けにくい塩であるAgIが生成され、放射性ヨウ素をスクラビング容器内の水中に保持することが可能になる。生成されたAgIはスクラビング容器内の水中で沈殿する。好ましくは、銀は、ナノメートルサイズの粒径を有する、銀を含むナノ粒子としてスクラビング容器内の水中に分散させることが望ましい。銀を含むナノ粒子がスクラビング容器内の水中に安定に分散し、過酷事故時において放射性ヨウ素を含むガスがその水中に流入したとき、銀を含むナノ粒子の銀が速やかにヨウ素と反応してAgIを生成し、放射性ヨウ素をその水中に保持することが可能となる。微粒子である、銀を含むナノ粒子を用いることによって、同一の重量の銀に対してする表面積が半径の逆数に比例して増大するため、銀とヨウ素との反応効率が高くなる。銀を含むナノ粒子の粒径は、好ましくは、1nm〜5nmの範囲内に存在することが望ましい。
Claims (14)
- 原子力プラントの過酷事故時に放射性ヨウ素を含むガスを、スクラビング容器内の、白金族金属を含むナノ粒子が存在する水の中に排出し、
前記水中において、前記放射性ヨウ素を、前記白金族金属を含むナノ粒子に含まれる前記白金族金属によって還元し、
前記還元によって生成された水溶性のヨウ素を前記スクラビング容器内の前記水中に保持することを特徴とするフィルタベント方法。 - 前記水溶性のヨウ素の生成は、前記水中の前記放射性ヨウ素に、前記水中に存在する前記白金族金属を含むナノ粒子に含まれる前記白金族金属、及び前記水に含まれる還元剤によって行われる請求項1に記載のフィルタベント方法。
- 前記還元剤として前記過酷事故時に生成されて前記水中に排出される前記ガスに含まれる水素を用いる請求項2に記載のフィルタベント方法。
- 前記スクラビング容器内の前記水のpHが、7〜15の範囲内にある請求項1または2に記載のフィルタベント方法。
- 前記水のpHが測定される請求項2に記載のフィルタベント方法。
- 前記白金族金属を含むナノ粒子が、シリカ、チタニア及びジルコニアの中から選ばれた一種の表面に白金族金属が添着された白金族金属を含むナノ粒子である請求項1または2に記載のフィルタベント方法。
- 前記白金族金属を含むナノ粒子の粒径が1nm〜5nmの範囲内にある請求項1に記載のフィルタベント方法。
- 原子力プラントの過酷事故時に放射性ヨウ素を含むガスを、スクラビング容器内の、銀ナノ粒子が存在する水中に排出し、
前記水中において、前記放射性ヨウ素が前記銀ナノ粒子に含まれる銀と反応してヨウ化銀が生成されることを特徴とするフィルタベント方法。 - スクラビング容器と、前記スクラビング容器に充填された水に含まれる白金族金属を含むナノ粒子と、前記スクラビング容器内に挿入されて前記白金族金属を含むナノ粒子が存在する前記水に一端部が浸漬される、放射性ヨウ素を導く第1配管とを備えたことを特徴とするフィルタベント装置。
- 前記白金族金属を含むナノ粒子が、シリカ、チタニア及びジルコニアの中から選ばれた一種の表面に白金族金属が添着された白金族金属を含むナノ粒子である請求項9に記載のフィルタベント装置。
- 前記白金族金属を含むナノ粒子の粒径が1nm〜5nmの範囲内にある請求項9または10に記載のフィルタベント装置。
- フィルタが前記スクラビング容器内で前記水の水面よりも上方に配置される請求項9に記載のフィルタベント装置。
- pH計が設けられて前記水が流入する第2配管が前記スクラビング容器に接続される請求項9に記載のフィルタベント装置。
- 原子炉格納容器と、請求項9ないし13のいずれか1項に記載されたフィルタベント装置とを備え、
前記フィルタベント装置の前記第1配管が前記原子炉格納容器に接続されて前記原子炉格納容器内の空間に連絡されることを特徴とする原子力プラント。
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