JPH0746160B2 - トリチウム除去装置 - Google Patents

トリチウム除去装置

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JPH0746160B2
JPH0746160B2 JP63243936A JP24393688A JPH0746160B2 JP H0746160 B2 JPH0746160 B2 JP H0746160B2 JP 63243936 A JP63243936 A JP 63243936A JP 24393688 A JP24393688 A JP 24393688A JP H0746160 B2 JPH0746160 B2 JP H0746160B2
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polymer
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雄二 成瀬
祐二 松田
士朗 岡崎
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Kawasaki Motors Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、核融合炉の燃料であるトリチウムを取り扱う
設備において、漏洩等によって生じたトリチウムを除去
する装置に関するものである。
[従来の技術] トリチウムは水素同位体であり、べータ線を発する放射
性物質である。従ってトリチウムを取り扱う設備におけ
る作業員の放射線被ばくを防止するとともに、環境への
放出を極力防止する必要がある。またトリチウムは密封
容器に収納した上、更に多重構造の格納容器(グローブ
ボックス,格納室等)に収納するほか、格納容器内に漏
洩等したトリチウム(トリチウム単体(HTまたはT2
ス)、トリチウム水蒸気(HTOまたはT2O))を除去装置
によって除去する必要がある。
第5図は従来のトリチウム格納容器の浄化設備の系統図
を示すもので、第5図において51は格納容器、52は送風
機、53は加熱器、54は反応器、55は冷却器、56は吸着塔
である。従来、格納容器(グローブボックス、格納室
等)51内のガス(空気または窒素ガス等)中に漏洩した
トリチウムの除去を行なう場合、まず格納容器51内のガ
スを送風機52等によって、トリチウムガス中の水分によ
って触媒に水が吸着して酸化性能が劣化するのを防止す
るために加熱器53内に送入し、約200℃に昇温したのち
白金あるいはパラジウム等を用いた金属触媒を充填した
反応器54に送入し、漏洩したトリチウム中のトリチウム
単体(HTまたはT2)を酸素と反応させてトリチウム水蒸
気に酸化させ、次に冷却器55に送って温度を低下させた
のち、モレキュラーシーブ等の吸着剤を充填した吸着塔
においてトリチウムを吸着させ除去していた。トリチウ
ムを除去されたガスは再び格納容器51中に返戻するか、
または廃棄する。これによって格納容器51内のガス中に
漏洩したトリチウムの濃度を低減させるとともに、吸着
塔56において吸着したトリチウム水蒸気は、吸着完了
後、再生(脱着)・凝縮によってトリチウム水として廃
液処理を行なっていた。
[発明が解決しようとする課題] このように上記従来の技術においても格納容器内のガス
中に漏洩等したトリチウムの濃度を低減させることが可
能であったが、尚下記の如き不具合を有していた。すな
わち 1.吸着塔に吸着させたトリチウム水蒸気の再生が必要で
あるが、それに要する再生装置が大規模なものであり経
済上不利である。
2.トリチウム単体(HTまたはT2)をトリチウム水蒸気に
変換するため、人体により吸収され易い状態になり、放
射能安全上好ましくない。
3.トリチウムを吸着塔で吸着させるため、吸着塔容器破
損時等に、吸着されているトリチウムが放出される可能
性があり放射能安全上好ましくない。
4.高価な貴金属触媒を必要とするため、経済上不利であ
る。
[課題を解決するための手段] 上記課題を解決するめための手段は、前記特許請求の範
囲第1項〜第5項に記載したトリチウム除去装置であ
る。すなわち 1.トリチウム単体およびトリチウム水蒸気の両方に対し
て透過選択性を有する高分子分離膜を設置したトリチウ
ム分離装置と、前記高分子分離膜によって分割された2
空間に圧力差を生ぜしめる手段からなることを特徴とす
るトリチウム除去装置。
2.高分子分離膜にポリイミド膜を使用したことを特徴と
する請求項1.記載のトリチウム除去装置。
3.トリチウム分離装置と、トリチウム含有ガス加圧機
と、真空ポンプとを気密構造の格納容器内に収納した請
求項1.または請求項2.記載のトリチウム除去装置。
4.トリチウム分離装置の高圧側を開放構造とし、格納容
器内の気体を直接高分子分離膜に接触せしめる請求項3.
記載のトリチウム除去装置。
5.真空ポンプの下流側に、更にトリチウム含有ガス加圧
機と、高分子分離膜を張設したトリチウム分離装置とを
配設した請求項1.または請求項2.または請求項3.または
請求項4.記載のトリチウム除去装置。
である。
以下本発明の作用等について実施例に基いて説明する。
[実施例] 第1図は第1の実施例を示すもので、トリチウムを含有
するガスを高分子分離膜によってトリチウム除去ガスと
トリチウム濃縮ガスとに分離する装置の系統図である。
第1図において、格納容器1等の内のトリチウムを含有
するガス(空気または窒素ガス等)は、配管8を経由し
て送風機または圧縮機等のガス加圧機2に送入され、加
圧されてトリチウム分離装置3の1次側に高圧または低
圧で送られる。トリチウム分離装置3にはトリチウム単
体およびトリチウム水蒸気に対する透過選択性を有する
高分子分離膜4が張設され、該高分子分離膜4によって
1次側と2次側とに分割されており、2次側は真空ポン
プ5等によって低圧にされている。トリチウム分離装置
3の1次側に送入されたトリチウムを含有するガス中の
トリチウムは選択的に高分子分離膜4を透過して2次側
に移動する。これによって1次側からはトリチウムが減
少したトリチウム除去ガス6が排出され、2次側には1
次側流量と比較して小流量でかつ高濃度のトリチウム濃
縮ガス7が流入する。このトリチウム濃縮ガス7は他の
設備によって処理されるが、ガス流量が従来技術の場合
と比較して非常に小さくなっていることにより、低いコ
ストで処理することが可能になる。なお、透過させる対
象であるトリチウムは、トリチウム単体すなわち水素形
態のもの(HT,T2)と、水蒸気形態のもの(HTO,T2O)と
がある。水素形態のものは分子径が小さいため、また水
蒸気形態のものは高分子の溶解量が大きいため、高分子
材料によっては両形態のトリチウムに選択的な透過性
(空気、窒素等)を示すものがある。高分子材料のう
ち、特にポリイミドは耐放射線性に優れていると同時に
水素、水蒸気の透過性に優れるため、最適な材料とな
る。
第2図は第2の実施例を示すもので、ガス加圧機2、ト
リチウム分離装置3および真空ポンプ5を格納容器1内
に配設して、トリチウムを含有するガスをトリチウム除
去ガスとトリチウム濃縮ガスとに分離する装置の系統図
である。該実施例においては、高分子分離膜4に中空糸
構造等を使用することによってトリチウム分離装置3は
小容積で高膜面積とすることが可能となり、これによっ
て小規模の格納容器(グローブボックス等)内にも前記
のガス加圧機2、トリチウム分離装置3および真空ポン
プ5を配設することが可能になる。
第3図は第3の実施例を示すもので、上記の第2の実施
例において格納容器1内に配設したトリチウム分離装置
3の1次側を開放し、高分子分離膜4を格納容器1内の
トリチウムを含有するガスと直接接触させる。その際送
風機等のガス加圧機2を配設することなく格納容器1の
1次側圧力を常圧とし、2次側の圧力を真空ポンプ5に
よって10Torr程度の負圧とすることによって、トリチウ
ム単体およびトリチウム水蒸気を高分子分離膜4を用い
て選択的に透過させることを可能にするほか、送風機等
のガス加圧機2を配設する場合でもファン等の低圧、小
型のものを使用することによって第2図における配管9
を除外し、格納容器1内に多種の高分子分離膜4を張設
したトリチウム分離装置3を配設することを可能にして
いる。
第4図は第4の実施例を示すもので、上記第1〜3の実
施例において、トリチウム分離装置3に張設された高分
子分離膜4によって選択的に透過し、高濃度化したトリ
チウム濃縮ガス7の下流側に、更にガス加圧機2′と、
高分子分離膜4′を張設したトリチウム分離装置3′と
を配設した場合の系統図である。トリチウム分離装置3
によって高濃度化されたトリチウム濃縮ガスを、更にト
リチウム分離装置3′によって濃縮することによってト
リチウムのガス中濃度を更に上昇させ、それによてトリ
チウム濃縮ガス7の流量を低減させ、トリチウム処理設
備を更に小型化することを可能にしている。
[発明の効果] 本発明は以上説明したように構成されているので、以下
に記載されるような効果を奏する。
まず、トリチウムを従来のようにトリチウム水蒸気に酸
化することなくトリチウム単体で取り扱うことにより人
体に対する放射能安全性が増大した。またトリチウムを
吸収塔等に大量に貯蔵することなく連続的に除去するこ
とを可能にしたことにより安全上有利になった。その他
吸着塔の再生設備が不要になったことによって経済的利
点を生じ、トリチウム除去装置の小型化によって設置ス
ペースの縮小を可能にする等の利点を有する。
また第2図におけるが如く気密構造の格納容器中に配設
することによってトリチウムの漏洩の可能性を有するガ
ス加圧機あるいは真空ポンプ等を安全に使用可能とした
ほか、第3図におけるが如くトリチウム分離装置の製造
を容易にし得るとともにトリチウム除去装置の設置スペ
ースを縮小し得ると言う効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1〜4図は本発明の実施例を示すもので、第1図は高
分子分離膜によってトリチウムを含有するガスをトリチ
ウム除去ガスとトリチウム濃縮ガスとに分離する装置の
系統図、第2図は格納容器内にガス加圧機、トリチウム
分離装置および真空ポンプを配設した場合の系統図、第
3図は格納容器内に配設したトリチウム分離装置の1次
側を開放した場合の系統図、第4図はガス加圧機、トリ
チウム分離装置および真空ポンプの下流側に、更にガス
加圧機およびトリチウム分離装置を配設した場合の系統
図である。 第5図は従来技術の例である。 1……格納容器、2,2′……送風機または圧縮機等のガ
ス加圧機、3,3′……トリチウム分離装置、4,4′……高
分子分離膜、5……真空ポンプ、6……トリチウム除去
ガス、7……トリチウム濃縮ガス、8,9……配管、51…
…格納容器、52……送風機、53……加熱器、54……反応
器、55……冷却器、56……吸着塔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡崎 士朗 東京都江東区南砂2丁目4番25号 川工重 工業株式会社東京設計事務所内 (56)参考文献 特開 昭61−82184(JP,A)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トリチウム単体およびトリチウム水蒸気の
    両方に対して透過選択性を有する高分子分離膜を設置し
    たトリチウム分離装置と、前記高分子分離膜によって分
    割された2空間に圧力差を生ぜしめる手段かならること
    を特徴とするトリチウム除去装置。
  2. 【請求項2】高分子分離膜に、ポリイミド膜を使用した
    ことを特徴とする請求項1.記載のトリチウム除去装置。
  3. 【請求項3】トリチウム分離装置と、トリチウム含有ガ
    ス加圧機と、真空ポンプとを気密構造の格納容器内に収
    納した請求項1.または請求項2.記載のトリチウム除去装
    置。
  4. 【請求項4】トリチウム分離装置の高圧側を開放構造と
    し、格納容器内の気体を直接高分子分離膜に接触せしめ
    る請求項3.記載のトリチウム除去装置。
  5. 【請求項5】真空ポンプの下流側に、更にトリチウム含
    有ガス加圧機と、高分子分離膜を張設したトリチウム分
    離装置とを配設した請求項1.または請求項2.または請求
    項3.または請求項4.記載のトリチウム除去装置。
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