JPH0130533B2 - - Google Patents
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- JPH0130533B2 JPH0130533B2 JP4891583A JP4891583A JPH0130533B2 JP H0130533 B2 JPH0130533 B2 JP H0130533B2 JP 4891583 A JP4891583 A JP 4891583A JP 4891583 A JP4891583 A JP 4891583A JP H0130533 B2 JPH0130533 B2 JP H0130533B2
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- tritium
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/50—Polycarbonates
Description
技術分野
本発明は水素同位体の膜分離方法に関するもの
である。特にトリチウム（T2）を含む水素同位
体混合ガスよりトリチウムを分離する方法に関す
る。 従来技術 エネルギーの需要は年々増加する一方であり、
そのため様々のエネルギー源が探索されており、
それらの中で有望なものとして核融合反応があ
る。 これはデユートリウム（D2）とトリチウム
（T2）との次式で表わされる核融合反応を利用す
るものであり、 2H＋ 3H→ 4He＋ｎ １ｇのトリチウムがデユートリウムと反応すると
約１億Kcalのエネルギーが発生する。トリチウ
ムは放射性元素であり、その取扱いに注意が必要
であるが、その性質について基礎的知見は十分で
なく、核融合のように大量に扱う場合は前もつて
その性質を充分知つておくことが必要不可欠であ
る。 トリチウムは主としてリチウムに中性子をあて
てつくるが、その他HTO、DTOなどの電気分解
によつても得ることができる。しかしその場合、
H2やD2との混合物として得られる。あるいはト
リチウムを用いた実験からH2やD2との混合物と
して回収されることもある。 そこでトリチウムを取り扱おうとするとき、ト
リチウムを含む混合気体、特にトリチウムを含む
水素同位体の混合気体からトリチウムを濃縮分離
することが要望されている。 発明の開示 それ故トリチウムを含む水素同位体混合気体よ
りトリチウムを効率よく分離濃縮する方法につい
て鋭意研究した結果、ポリカーボネート膜を用い
て膜分離すると上記目的が効率よく達成できるこ
とを見出し本発明に到達したものであり、本発明
は、 水素同位体混合物からプロチウム（H2）及
び／又はデユートリウム（D2）が濃縮された相
とトリチウム（T2）が濃縮された相とに膜分離
するに際し、ポリカーボネート膜を用いることを
特徴とする水素同位体膜分離方法である。 本発明で用いられるポリカーボネート膜は、ト
リチウムは透過しにくく、プロチウム及びデユー
トリウムは透過しやすいという性能を有してい
る。かかるポリカーボネート膜は、その素材は特
に限定されないが耐熱性・強度の点から芳香族ポ
リカーボネートが好ましく、その中で特にビスフ
エノールＡからの下記繰返し単位からなるポリカ
ーボネート が好適に用いられる。 ポリカーボネート膜の形状は特に限定されない
が、平膜状、中空糸状のものが好適であり、必要
に応じて膜を多孔質の支持体で補強しても良い。
膜の厚さは特に限定されないが、透過しやすい気
体を大量に処理するには薄いものが好ましく、膜
厚としては500μｍ以下、好ましくは50μｍ以下、
更に好ましくは5μｍ以下である。膜の成形法は、
形状に応じて好適なものを採用すれば良く、例え
ば溶融法、キヤステイング法、コーテイング法な
どが挙げられる。 膜分離の具体的方法としては、この分野で従来
公知の方法を採用すれば良く、例えばプロチウム
及び／又はデユートリウムとトリチウムとを含む
混合気体を膜の片側に供給し、膜の反対側にプロ
チウム及び／又はデユートリウムをトリチウムよ
り早く透過させ、結果として供給側のトリチウム
濃度を高め、透過側はプロチウム及び／又はデユ
ートリウム濃度のより高いものを得ることが出来
る。この際、膜の供給側を加圧したり、膜の透過
側を減圧にしたり、膜の透過側にヘリウムなどの
気体をキヤリヤーガスとして流すことなどにより
膜の両側に分圧差をつけることにより実施され
る。 モジユールの形状としては、プレート・アン
ド・フレーム型、スパイラル型、中空糸型など通
常の膜分離モジユールが採用し得る。 なお本発明に用いられるポリカーボネート膜の
分離性能は実施例において示す通りであるが、ポ
リカーボネートはプロチウム及び／又はデユート
リウムとトリチウムとの分離ばかりでなく、トリ
チウムの透過性能が小さいことを利用してトリチ
ウムを含む混合ガスを扱う装置のバリヤー材料、
例えばフランジ部のパツキング材やジヨイント部
或いはグローブボツクスのグローブ材料などにも
使うことができる。 またヘリウムの透過性能も同時に低いことを利
用してプロチウム及び／又はデユートリウムとヘ
リウムの分離膜としても利用できる。 以下、実施例により本発明を説明する。 透過係数の測定 図−１は測定装置のセル部分を示すものであ
る。 コーンフラツトフランジ１付きのガラス管２個
より出来ており、このフランジの間にＯ−リング
で試料膜２を保持した。試料膜の有効面積は9.5
cm2である。透過セルの下流側にはトリチウムの透
過速度を測定するための窓なしＧ−Ｍカウンター
３が接続されており、上流側には予め一定量のト
リチウムを封入したガラスアンプル４を挿入し
た。 各気体の透過速度の測定はTime−lag法によつ
て行なわれた。非放射性ガスの透過速度は流通法
で測定し、透過量および電離真空計による排気速
度は毛細管と２個の電離真空計を用いて求めた。 トリチウムガスの透過速度の測定は閉鎖系で行
い、Ｇ−Ｍカウンターで濃度を測定した。透過速
度は〔Torr・c.c.／sec〕の単位で求めており、こ
れから求めた透過係数の単位はcm2／secで表わさ
れる。 実施例 １ ビスフエノールＡからのポリカーボネート気体
分離膜の分離性能を図１に示す装置を用いて測定
した。結果を表１に示す。
である。特にトリチウム（T2）を含む水素同位
体混合ガスよりトリチウムを分離する方法に関す
る。 従来技術 エネルギーの需要は年々増加する一方であり、
そのため様々のエネルギー源が探索されており、
それらの中で有望なものとして核融合反応があ
る。 これはデユートリウム（D2）とトリチウム
（T2）との次式で表わされる核融合反応を利用す
るものであり、 2H＋ 3H→ 4He＋ｎ １ｇのトリチウムがデユートリウムと反応すると
約１億Kcalのエネルギーが発生する。トリチウ
ムは放射性元素であり、その取扱いに注意が必要
であるが、その性質について基礎的知見は十分で
なく、核融合のように大量に扱う場合は前もつて
その性質を充分知つておくことが必要不可欠であ
る。 トリチウムは主としてリチウムに中性子をあて
てつくるが、その他HTO、DTOなどの電気分解
によつても得ることができる。しかしその場合、
H2やD2との混合物として得られる。あるいはト
リチウムを用いた実験からH2やD2との混合物と
して回収されることもある。 そこでトリチウムを取り扱おうとするとき、ト
リチウムを含む混合気体、特にトリチウムを含む
水素同位体の混合気体からトリチウムを濃縮分離
することが要望されている。 発明の開示 それ故トリチウムを含む水素同位体混合気体よ
りトリチウムを効率よく分離濃縮する方法につい
て鋭意研究した結果、ポリカーボネート膜を用い
て膜分離すると上記目的が効率よく達成できるこ
とを見出し本発明に到達したものであり、本発明
は、 水素同位体混合物からプロチウム（H2）及
び／又はデユートリウム（D2）が濃縮された相
とトリチウム（T2）が濃縮された相とに膜分離
するに際し、ポリカーボネート膜を用いることを
特徴とする水素同位体膜分離方法である。 本発明で用いられるポリカーボネート膜は、ト
リチウムは透過しにくく、プロチウム及びデユー
トリウムは透過しやすいという性能を有してい
る。かかるポリカーボネート膜は、その素材は特
に限定されないが耐熱性・強度の点から芳香族ポ
リカーボネートが好ましく、その中で特にビスフ
エノールＡからの下記繰返し単位からなるポリカ
ーボネート が好適に用いられる。 ポリカーボネート膜の形状は特に限定されない
が、平膜状、中空糸状のものが好適であり、必要
に応じて膜を多孔質の支持体で補強しても良い。
膜の厚さは特に限定されないが、透過しやすい気
体を大量に処理するには薄いものが好ましく、膜
厚としては500μｍ以下、好ましくは50μｍ以下、
更に好ましくは5μｍ以下である。膜の成形法は、
形状に応じて好適なものを採用すれば良く、例え
ば溶融法、キヤステイング法、コーテイング法な
どが挙げられる。 膜分離の具体的方法としては、この分野で従来
公知の方法を採用すれば良く、例えばプロチウム
及び／又はデユートリウムとトリチウムとを含む
混合気体を膜の片側に供給し、膜の反対側にプロ
チウム及び／又はデユートリウムをトリチウムよ
り早く透過させ、結果として供給側のトリチウム
濃度を高め、透過側はプロチウム及び／又はデユ
ートリウム濃度のより高いものを得ることが出来
る。この際、膜の供給側を加圧したり、膜の透過
側を減圧にしたり、膜の透過側にヘリウムなどの
気体をキヤリヤーガスとして流すことなどにより
膜の両側に分圧差をつけることにより実施され
る。 モジユールの形状としては、プレート・アン
ド・フレーム型、スパイラル型、中空糸型など通
常の膜分離モジユールが採用し得る。 なお本発明に用いられるポリカーボネート膜の
分離性能は実施例において示す通りであるが、ポ
リカーボネートはプロチウム及び／又はデユート
リウムとトリチウムとの分離ばかりでなく、トリ
チウムの透過性能が小さいことを利用してトリチ
ウムを含む混合ガスを扱う装置のバリヤー材料、
例えばフランジ部のパツキング材やジヨイント部
或いはグローブボツクスのグローブ材料などにも
使うことができる。 またヘリウムの透過性能も同時に低いことを利
用してプロチウム及び／又はデユートリウムとヘ
リウムの分離膜としても利用できる。 以下、実施例により本発明を説明する。 透過係数の測定 図−１は測定装置のセル部分を示すものであ
る。 コーンフラツトフランジ１付きのガラス管２個
より出来ており、このフランジの間にＯ−リング
で試料膜２を保持した。試料膜の有効面積は9.5
cm2である。透過セルの下流側にはトリチウムの透
過速度を測定するための窓なしＧ−Ｍカウンター
３が接続されており、上流側には予め一定量のト
リチウムを封入したガラスアンプル４を挿入し
た。 各気体の透過速度の測定はTime−lag法によつ
て行なわれた。非放射性ガスの透過速度は流通法
で測定し、透過量および電離真空計による排気速
度は毛細管と２個の電離真空計を用いて求めた。 トリチウムガスの透過速度の測定は閉鎖系で行
い、Ｇ−Ｍカウンターで濃度を測定した。透過速
度は〔Torr・c.c.／sec〕の単位で求めており、こ
れから求めた透過係数の単位はcm2／secで表わさ
れる。 実施例 １ ビスフエノールＡからのポリカーボネート気体
分離膜の分離性能を図１に示す装置を用いて測定
した。結果を表１に示す。
【表】
このビスフエノールＡからのポリカーボネート
膜（膜厚30μ）の片側にヘリウムで希釈したデユ
ートリウム1vol％とトリチウム1vol％の混合気体
を流した。 膜の反対側にヘリウムガスを流し、このヘリウ
ムガスの分析をおこなつたところ20分間デユート
リウムだけしか検出されなかつた。 比較例 従来真空装置のガスケツトやシール材などとし
てよく用いられているポリテトラフルオロエチレ
ンフイルムの分離性能を測定した。結果を表１に
示す。ポリテトラフルオロエチレンフイルムは水
素同位体について選択透過性を示さなかつた。さ
らにトリチウムの透過実験ではフツ化トリチウム
が発生し、トリチウムを取扱う装置には使用でき
ないことがわかつた。 又ポリエチレンフイルムについても同様に調べ
結果を表１に示した。
膜（膜厚30μ）の片側にヘリウムで希釈したデユ
ートリウム1vol％とトリチウム1vol％の混合気体
を流した。 膜の反対側にヘリウムガスを流し、このヘリウ
ムガスの分析をおこなつたところ20分間デユート
リウムだけしか検出されなかつた。 比較例 従来真空装置のガスケツトやシール材などとし
てよく用いられているポリテトラフルオロエチレ
ンフイルムの分離性能を測定した。結果を表１に
示す。ポリテトラフルオロエチレンフイルムは水
素同位体について選択透過性を示さなかつた。さ
らにトリチウムの透過実験ではフツ化トリチウム
が発生し、トリチウムを取扱う装置には使用でき
ないことがわかつた。 又ポリエチレンフイルムについても同様に調べ
結果を表１に示した。
図−１はガス透過速度の測定装置である。１は
コーンフラツトフランジ、２は試料膜、３はＧ−
Ｍカウンター、４はガスアンプルを表わす。
コーンフラツトフランジ、２は試料膜、３はＧ−
Ｍカウンター、４はガスアンプルを表わす。
Claims (1)
- １ 水素同位体混合物からプロチウム（H2）及
び／又はデユートリウム（D2）が濃縮された相
とトリチウム（T2）が濃縮された相とに膜分離
するに際し、ポリカーボネート膜を用いることを
特徴とする水素同位体膜分離方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4891583A JPS59177120A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 水素同位体膜分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4891583A JPS59177120A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 水素同位体膜分離方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59177120A JPS59177120A (ja) | 1984-10-06 |
| JPH0130533B2 true JPH0130533B2 (ja) | 1989-06-20 |
Family
ID=12816546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4891583A Granted JPS59177120A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 水素同位体膜分離方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59177120A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4818254A (en) * | 1986-04-14 | 1989-04-04 | The Dow Chemical Company | Semi-permeable membranes consisting predominantly of polycarbonates derived from tetrahalobisphenols |
| US4874401A (en) * | 1987-11-20 | 1989-10-17 | The Dow Chemical Company | Gas separation membranes from bisphenol AF polycarbonates and polyestercarbonates |
| US5000763A (en) * | 1989-06-14 | 1991-03-19 | The Dow Chemical Company | Process for separating hydrogen from gas mixtures using a semi-permeable membrane consisting predominantly of polycarbonates derived from tetrahalobisphenols |
| US5152811A (en) * | 1991-12-20 | 1992-10-06 | The Dow Chemical Company | Meta, para-bisphenol based polymer gas separation membranes |
-
1983
- 1983-03-25 JP JP4891583A patent/JPS59177120A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59177120A (ja) | 1984-10-06 |
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