JPS5936238B2 - 放射性物質の貯蔵方法と装置 - Google Patents
放射性物質の貯蔵方法と装置Info
- Publication number
- JPS5936238B2 JPS5936238B2 JP13346774A JP13346774A JPS5936238B2 JP S5936238 B2 JPS5936238 B2 JP S5936238B2 JP 13346774 A JP13346774 A JP 13346774A JP 13346774 A JP13346774 A JP 13346774A JP S5936238 B2 JPS5936238 B2 JP S5936238B2
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- JP
- Japan
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- solid
- electrode
- electrodes
- radioactive
- substance
- Prior art date
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- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/02—Treating gases
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は物の貯蔵に係り、特に有害物質又は放射性物質
の貯蔵に係るものである。
の貯蔵に係るものである。
物質、特に有害物質又は放射性物質の便利な貯蔵に係る
本発明の方法は、その物質のイオンでソリッド又は固体
をボンバードすることにより固体内に物質を閉じ込めて
固体内に物質の濃縮状態をつくり出す。
本発明の方法は、その物質のイオンでソリッド又は固体
をボンバードすることにより固体内に物質を閉じ込めて
固体内に物質の濃縮状態をつくり出す。
本発明の方法の一つにおいては、固体の表面下に物質を
植えつけるのに十分なエネルギーでホンバードラ行ない
、そしてスパッタリングによる固体の侵蝕を調節してそ
の物質がその中に保持されることを妨げないようにする
。
植えつけるのに十分なエネルギーでホンバードラ行ない
、そしてスパッタリングによる固体の侵蝕を調節してそ
の物質がその中に保持されることを妨げないようにする
。
固体の厚みが正味の利得となるように捕捉しようとする
物質の植え付けと同時に固体をつくるのにスパッタリン
グを利用できる。
物質の植え付けと同時に固体をつくるのにスパッタリン
グを利用できる。
又は、スパッタリングを利用して捕捉しようとする物質
の移植と固体のビルド・アップを交互に行なう。
の移植と固体のビルド・アップを交互に行なう。
固体をビルド・アップしていくのに利用できる他の方法
は、例えば蒸着である。
は、例えば蒸着である。
広範囲の金属物質又はセラミック物質から固体を選択で
きるものと考える。
きるものと考える。
本発明〔こ利用するのに最も適した性質を持つものとし
ては金属と合金が考えられる。
ては金属と合金が考えられる。
例えば、耐熱金属を使用すると高温安定性という利点が
得られる。
得られる。
本発明の利用の一例としては、核燃料の再処理中に生じ
る放射性ガスの貯蔵である。
る放射性ガスの貯蔵である。
この再処理中の問題は照射された燃料中に捕捉されたク
リプトン ガスの放出である。
リプトン ガスの放出である。
再処理中に生じるクリプトン ガスの約7%−8%はア
イソトープのクリプトン−85の形である。
イソトープのクリプトン−85の形である。
クリプトン−85の半減間は約10年であるのでこのア
イソトープを含むクリプトンガスの貯蔵法は100−2
00年の間ガスを安全に封じ込めておけるものでなけれ
ばならない。
イソトープを含むクリプトンガスの貯蔵法は100−2
00年の間ガスを安全に封じ込めておけるものでなけれ
ばならない。
このような長期間にわたり普通のボンベに加圧状態でガ
スを貯蔵することはボンベの腐蝕とそのための放射性ガ
スの漏出の危険をもたらす。
スを貯蔵することはボンベの腐蝕とそのための放射性ガ
スの漏出の危険をもたらす。
低圧貯蔵は必要とされる容器が大きくなるので不都合で
ある。
ある。
本発明においては、アイソトープ(クリプトン=85)
を含むクリプトンは、クリプトンイオンと固体例えばニ
ッケルとか銅をボンバードしてその固体の中にクリプト
ンの泡をつくることにより固体内に閉じ込めるのである
。
を含むクリプトンは、クリプトンイオンと固体例えばニ
ッケルとか銅をボンバードしてその固体の中にクリプト
ンの泡をつくることにより固体内に閉じ込めるのである
。
本発明の一実施例においては、スパッタリングを用いて
固体をビルド・アップする。
固体をビルド・アップする。
泡の大きさは温度に関係するが、典型的な泡の大きさは
数百オングストロームの範囲にある。
数百オングストロームの範囲にある。
これらの泡は少なくともそれらが形成された温度までは
安定している。
安定している。
従って、もし高温(例えば500℃)で固体をクリプト
ンのイオンでボンバードすれば、漏出の生じる温度は貯
蔵状態での周囲温度よりも十分に高い。
ンのイオンでボンバードすれば、漏出の生じる温度は貯
蔵状態での周囲温度よりも十分に高い。
高温で固体をボンバードすることは、固体が貯蔵中熱に
偶発的にさらされる、例えば火災をうけるときでもガス
放出の危険をなくすようにしてガスを捕捉する手段とな
るものと考える。
偶発的にさらされる、例えば火災をうけるときでもガス
放出の危険をなくすようにしてガスを捕捉する手段とな
るものと考える。
原則として、本発明は広範囲な物質を捕捉して貯蔵する
のに利用できる。
のに利用できる。
クリプトンの池にも例え゛ず゛キセノン、ヘリウム、ト
リチウムも捕捉できる。
リチウムも捕捉できる。
核燃料の再処理中キセノンとクリプトンとは一緒に生じ
る。
る。
しかし、キセノンの半減期は短かくそして商業的価値も
あるので、クリプトンとキセノンの混合物からキセノン
を分離してクリプトンを貯蔵する。
あるので、クリプトンとキセノンの混合物からキセノン
を分離してクリプトンを貯蔵する。
ヘリウムやトリチウムのような軽い物質を捕捉するのに
本発明を使用すると、軽い物質は容易に植え込められる
けれども、軽い物質によるスパッタリングは僅かである
ということを考慮することが必要である。
本発明を使用すると、軽い物質は容易に植え込められる
けれども、軽い物質によるスパッタリングは僅かである
ということを考慮することが必要である。
従って、固体ビルド・アップのためスパッタリングを使
用できるようにするため、スパッタリングに使用できる
アルゴンのような別の気体が植え込もうとする軽い物質
と一緒に含まれる。
用できるようにするため、スパッタリングに使用できる
アルゴンのような別の気体が植え込もうとする軽い物質
と一緒に含まれる。
STPにおける約340リツトルまでのクリプトンを本
発明に従って1000cc(8,9kg)のニッケルに
貯蔵できる。
発明に従って1000cc(8,9kg)のニッケルに
貯蔵できる。
普通の気体ボンベを使用すると約2・200p、s、i
、の圧力で1リツトルの気体スペース当りSTPで僅か
170リツトルのクリプトンしか貯蔵できない。
、の圧力で1リツトルの気体スペース当りSTPで僅か
170リツトルのクリプトンしか貯蔵できない。
クリプトンを捕捉するのに金属を使用することにより得
られる利点は貯蔵中に放射崩壊熱が消散せしめられるこ
とである。
られる利点は貯蔵中に放射崩壊熱が消散せしめられるこ
とである。
固体中にガスが捕捉されると、固体それ自体をケースに
入れて長期の貯蔵中漏出の危険がないようにする。
入れて長期の貯蔵中漏出の危険がないようにする。
固体内の物質の濃縮状態をつくるように物質のイオンで
固体をボンバードすることにより固体内に物質を捕捉し
貯蔵するのに使用する本発明の装置は、放電装置の部分
を形成している一対の電極と貯蔵しようとする物質を含
む雰囲気をこれらの電極の周りに保持するための手段と
を備え、電源により電極を付勢して貯蔵しようとする物
質のイオンを植え込みそして物質を固体の中に捕捉する
ように構成されている。
固体をボンバードすることにより固体内に物質を捕捉し
貯蔵するのに使用する本発明の装置は、放電装置の部分
を形成している一対の電極と貯蔵しようとする物質を含
む雰囲気をこれらの電極の周りに保持するための手段と
を備え、電源により電極を付勢して貯蔵しようとする物
質のイオンを植え込みそして物質を固体の中に捕捉する
ように構成されている。
一つの実施例においてこの装置は、一方の電極からのス
パッタリングにより他方の電極をつくるように制御でき
るようになっている電源と使用できる。
パッタリングにより他方の電極をつくるように制御でき
るようになっている電源と使用できる。
本発明の装置の一実施例(よ、貯蔵しようとする物質を
含む雰囲気を包囲するためのそして放電装置の一方の電
極を形成するようになっている密封可能な容器と第2の
電極となっている容器内の電極とを備え、貯蔵しようと
する物質のイオンを植えつけることができそれにより密
封可能な容器の壁に物質を捕捉できるように電極を電源
により付勢するように構成している。
含む雰囲気を包囲するためのそして放電装置の一方の電
極を形成するようになっている密封可能な容器と第2の
電極となっている容器内の電極とを備え、貯蔵しようと
する物質のイオンを植えつけることができそれにより密
封可能な容器の壁に物質を捕捉できるように電極を電源
により付勢するように構成している。
容器は円筒形であるのが好ましい。
物質を捕捉できる固体から容器全体をつくらなくてもす
むようにそのような固体のライニングを容器の内側に設
けてもよい。
むようにそのような固体のライニングを容器の内側に設
けてもよい。
本発明の方法を実施するための装置を添付図を参照して
説明する。
説明する。
第1図を参照する。
密封可能の室1のパイプ2を弁4を介して真空系3へ接
続する。
続する。
室1の中の2つの固体電極5,6はガス物質を捕捉する
ことのできる固体から成る。
ことのできる固体から成る。
又、この室には透過性電極1がある。
これらの電極5,6,7は導線8゜9.10を介して電
源(図示せず)に接続されている。
源(図示せず)に接続されている。
装置が作動しているときに発注する熱を消散するため冷
却媒体11.12を循環させるための手段を講じている
。
却媒体11.12を循環させるための手段を講じている
。
室1の中へガス状物質を導入するため制御弁14を有す
るパイプ13を設ける。
るパイプ13を設ける。
作動に当っては、先ずパイプ2、真空系3及び弁4を用
いて約100ミクロンの圧力まで室1を排気する。
いて約100ミクロンの圧力まで室1を排気する。
次に、植え込んで固体中に捕捉せしめようとするガス状
物質例えばアイソトープ(クリプトン85)を含むクリ
プトンをパイプ13と弁14を用いて室1の中に入れて
電極5,6.7を取囲むようにする。
物質例えばアイソトープ(クリプトン85)を含むクリ
プトンをパイプ13と弁14を用いて室1の中に入れて
電極5,6.7を取囲むようにする。
固体中へ植え込ませただけの分量のガス状物質を導入す
るように弁14は室1内の圧力により自動的に調整され
る。
るように弁14は室1内の圧力により自動的に調整され
る。
必要とされる低圧を室内に維持するため室1から連続的
に吸引することが必要な場合もある。
に吸引することが必要な場合もある。
電極5,6.7への電力の供給を調整することによりガ
ス状物質を介して放電が生じ、その結果透過性電極7に
面している表面を通して電極5゜6の中へガス状物質が
植え込まれていく。
ス状物質を介して放電が生じ、その結果透過性電極7に
面している表面を通して電極5゜6の中へガス状物質が
植え込まれていく。
電極5,6の中にイオンを植え込んでいくときにはその
固体の物質のスパッタリングも生じる。
固体の物質のスパッタリングも生じる。
通常はこのため植込まれたガス状物質が解放されるまで
電極の表面が侵蝕される。
電極の表面が侵蝕される。
然しなから、(例えば一方の電極が他方の電極の放電の
4倍を受けるように)電極への電力供給を制御すること
により電極6の表面が電極5からスパッターされた物質
によってビルド・アップ又はつくり上げられていく。
4倍を受けるように)電極への電力供給を制御すること
により電極6の表面が電極5からスパッターされた物質
によってビルド・アップ又はつくり上げられていく。
このことは電極5が犠牲的な役割を果し、そして侵蝕し
ていき、その中に植込まれたガス状物質は室1の内側へ
放出せしめられ、電極6は厚みを増しそしてガス状物質
を捕捉する。
ていき、その中に植込まれたガス状物質は室1の内側へ
放出せしめられ、電極6は厚みを増しそしてガス状物質
を捕捉する。
同時に植込みとビルド・アップを行わせるか又は植込み
とビルド・アップを交互に行なわせるかの何れかを行う
ように電源を制御できる。
とビルド・アップを交互に行なわせるかの何れかを行う
ように電源を制御できる。
電極へかける電圧の木きさ、極性、電極への電圧の印加
時間を調節して電源を制御できる。
時間を調節して電源を制御できる。
室1への放射性ガスの供給を中断することができ、そし
てアイソト−プ(クリプトン−85)を含むクリプトン
のような放射性ガスの場合、非放射性ガス(例えば非放
射性のクリプトン又はアルゴン)の雰囲気を室1の中へ
導入することができる。
てアイソト−プ(クリプトン−85)を含むクリプトン
のような放射性ガスの場合、非放射性ガス(例えば非放
射性のクリプトン又はアルゴン)の雰囲気を室1の中へ
導入することができる。
従って、電極6の表面に隣接して非放射性クリプトンの
層を設けるよう最終処理をすることができる。
層を設けるよう最終処理をすることができる。
非放射性のクリプトン又はアルゴンのような他のガスを
使って電極6の上へ物質をスパック−して実質的にガス
を含んでいない物質の最終的な層をつくる。
使って電極6の上へ物質をスパック−して実質的にガス
を含んでいない物質の最終的な層をつくる。
電極6が所望の量までビルド・アップし、そしてガス状
物質の所望量がその中に捕捉されると、室1を開き、そ
して電極6(これは今ではガス状の泡を含む固体の「マ
トリックス」の「貯蔵ブロック」となっている)を取出
してしまうなり又はカプセルに入れる。
物質の所望量がその中に捕捉されると、室1を開き、そ
して電極6(これは今ではガス状の泡を含む固体の「マ
トリックス」の「貯蔵ブロック」となっている)を取出
してしまうなり又はカプセルに入れる。
表面に隣接1.て非放射性のガス層を設けた固体は、そ
の固体の融点になるまでガス状物質を放出しないものと
考える。
の固体の融点になるまでガス状物質を放出しないものと
考える。
上に説明した装置を変更して透過性電極γを除きそして
ボンバードとスパッタリングとを2つの電極(すなわち
電極5,6に相当する)を使用して行なう。
ボンバードとスパッタリングとを2つの電極(すなわち
電極5,6に相当する)を使用して行なう。
作動中、電極5が犠牲的な役割を演じ、電極6がビルド
・アップする。
・アップする。
上に述べた装置において電極は略図的に示され、そして
「グロー放心」の技術に従って電極の形と電極の遮蔽は
その特定の要件に合致するようにそして放電が所望の領
域で発生するように選定される。
「グロー放心」の技術に従って電極の形と電極の遮蔽は
その特定の要件に合致するようにそして放電が所望の領
域で発生するように選定される。
計算によると、2つの電極がそれぞれ表面積25ffl
のニッケル板であると(10原子係のクリプトンを与え
るような植込みを考えて)180kWで3kVの電圧で
電極6の板のビルド・アップの速さは1日5mmである
。
のニッケル板であると(10原子係のクリプトンを与え
るような植込みを考えて)180kWで3kVの電圧で
電極6の板のビルド・アップの速さは1日5mmである
。
これらの計算はガス状物質を1日当り100リツトル処
理する装置についてなされている。
理する装置についてなされている。
本発明に関してなされる計算には次の電流の式を使用し
た。
た。
ここで、■□−スパッタリングによりビルド・アップす
るための固体となっている電極(すなわち「犠牲」電極
)への電流。
るための固体となっている電極(すなわち「犠牲」電極
)への電流。
■1−ターゲット電極(すなわちスパッタリングにより
ビルド・アップする固体)への電流、C=固体内のクリ
プトンの原子濃縮、 S−固体のスパッタリング率(到来イオン毎に放出され
る原子の数) 上に説明した装置を使用する物質の植込みの深さは使用
されるエネルギーにより異なるが、典型的には固体の表
面ド約100人の深さにできる。
ビルド・アップする固体)への電流、C=固体内のクリ
プトンの原子濃縮、 S−固体のスパッタリング率(到来イオン毎に放出され
る原子の数) 上に説明した装置を使用する物質の植込みの深さは使用
されるエネルギーにより異なるが、典型的には固体の表
面ド約100人の深さにできる。
上に説明したような植込みとビルド・アップとを同時又
は交互に行なう代りに、固体(例えばニッケル又は銅)
の薄い(0,001インチ)シート又はフィルムの中へ
ガス状物質を植込んで固体の中にガス状物質の層を形成
することもできる。
は交互に行なう代りに、固体(例えばニッケル又は銅)
の薄い(0,001インチ)シート又はフィルムの中へ
ガス状物質を植込んで固体の中にガス状物質の層を形成
することもできる。
この植込みは一方の電極を固体のシートにして減圧下で
2電極系を使用して実施できる。
2電極系を使用して実施できる。
第2図を参照する。
密封可能な室15のパイプ16を弁18を介して真空系
17へ接続する。
17へ接続する。
ガス状物質を捕捉することのできる固体のシート又はフ
ィルム21を運ぶための2個のローラ19.20が室1
5内に設けられている。
ィルム21を運ぶための2個のローラ19.20が室1
5内に設けられている。
室15内には電極22が支持されている。
ローラ19,20(従ってシート又はフィルム21)は
導線23を介して電源(図示せず)へ接続されている。
導線23を介して電源(図示せず)へ接続されている。
電極22も導線24を介して電源へ接続されている。
室15内−・−ガス状物質を導入するため制御弁26を
有するパイプ25を設ける。
有するパイプ25を設ける。
作動に当って、パイプ16、真空系17、弁18により
約100ミクロンの圧力へ室15を排気する。
約100ミクロンの圧力へ室15を排気する。
次に、固体中に植え込みそしてその中に捕捉せしめよう
とするガス状物質、例えばアイソトープ(クリプトン8
5)を含むクリプトンをパイプ25と弁26により室1
5の中へ導入してシート又はフィルム21と電極22を
取囲むようにする。
とするガス状物質、例えばアイソトープ(クリプトン8
5)を含むクリプトンをパイプ25と弁26により室1
5の中へ導入してシート又はフィルム21と電極22を
取囲むようにする。
固体の中へ植え込まれたガス状物質の分を補償するよう
に室内の圧力により自動的に弁26を制御する。
に室内の圧力により自動的に弁26を制御する。
所要の低圧を室内に維持するため室15から連続的に排
気することが必要な場合がある。
気することが必要な場合がある。
導線23.24を介して電極22と(電極を構成してい
る)シート又はフィルム21への電力供給を調整するこ
とによりガス状物質を通して放電が生じ、その結果シー
ト又はフィルム21の両側にガス状物質が植え込まれる
。
る)シート又はフィルム21への電力供給を調整するこ
とによりガス状物質を通して放電が生じ、その結果シー
ト又はフィルム21の両側にガス状物質が植え込まれる
。
もし望まれるのであれは゛シート又はフィルム21の一
側にだけガス状物質が植込まれるように電極22を配置
することもできる。
側にだけガス状物質が植込まれるように電極22を配置
することもできる。
ローラ19,20を用いることによりシート又はフィル
ム21を電極22に対して動かして新しい固体物質にガ
ス状物質を植込めるようにする。
ム21を電極22に対して動かして新しい固体物質にガ
ス状物質を植込めるようにする。
このようにしてローラ20から新しいシート又はフィル
ムを繰り出し、電極22の傍を通しそしてそれによりガ
ス状物質を植込みそしてローラ19に巻く。
ムを繰り出し、電極22の傍を通しそしてそれによりガ
ス状物質を植込みそしてローラ19に巻く。
シート又はフィルムに植込む物質の量により異なるが、
一枚のシート又はフィルム又はそれの一部分を数回電極
22の傍を通らせて数回植込みを行なう。
一枚のシート又はフィルム又はそれの一部分を数回電極
22の傍を通らせて数回植込みを行なう。
装置の作動中に発生せしめられる熱をシート又はフィル
ムから除くための冷却手段を講じること必要となること
もある。
ムから除くための冷却手段を講じること必要となること
もある。
所望量のガス状物質が捕捉されると、室からシート又は
フィルム21を取出し、任意ではあるがカプセルに入れ
貯蔵する。
フィルム21を取出し、任意ではあるがカプセルに入れ
貯蔵する。
第3図を参照する。
第2図の電極22として使用する電極の形を示す。
電極22は植え込もうとするシート又はフィルム21の
部分に隣接している孔22bを有する室22aの形とな
っている。
部分に隣接している孔22bを有する室22aの形とな
っている。
第2図を参照して説明したように、シート又はフィルム
21はローラ19,20により動かされる。
21はローラ19,20により動かされる。
同様に、導線23.24により電源へ接続がなされる。
作動に当っては、グ爾−放電は孔22bの区域に生じ、
そしてガス状物質がシート又はフィルム21の中へ植え
込まれる。
そしてガス状物質がシート又はフィルム21の中へ植え
込まれる。
第2,3図に装置の概要を示す。
特定の要件に適合しそして所望領域で放電が生じるよう
に、グロー放電技術に従って電極の形状の電極の遮蔽と
が選択される。
に、グロー放電技術に従って電極の形状の電極の遮蔽と
が選択される。
第4図においてガス状物質を捕捉することのできる導電
性個体から成る円筒容器31にパイプ32を設け、この
パイプは容器31の内部と連通しそして弁34を介して
真空装置33へ接続される。
性個体から成る円筒容器31にパイプ32を設け、この
パイプは容器31の内部と連通しそして弁34を介して
真空装置33へ接続される。
パイプ35は制御弁36を有する。パイプ35は容器3
1の内部と連通し、そして容器31の内部へガス状物質
を導入するようになっている。
1の内部と連通し、そして容器31の内部へガス状物質
を導入するようになっている。
ガス状物質を捕捉することのできる導電性固体の電極が
容器31内に配置されている。
容器31内に配置されている。
容器31と電極37とは導線38.39により高圧電線
(図示せず)へ接続されている。
(図示せず)へ接続されている。
又はその代りに容器31を大地電位にしてもよい。
電極37は絶縁物40により容器31から絶縁されてい
る。
る。
装置が作動するとき発生する熱を放散するため、電極3
Tと容器31とに冷却手段を講じる。
Tと容器31とに冷却手段を講じる。
電極37の場合その冷却手段は冷媒41を循環させるた
めの装置である。
めの装置である。
容器31の場合その冷却手段は容器31を取囲むジャケ
ット(図示せず)とこのジャケットを通して冷却媒体を
循環させるための装置(図示せず)である。
ット(図示せず)とこのジャケットを通して冷却媒体を
循環させるための装置(図示せず)である。
作動に当っては、先ず、パイプ32、真空装置33、弁
34により約100ミクロンの圧力へ容器31を排気す
る。
34により約100ミクロンの圧力へ容器31を排気す
る。
次に、固体の中に植込みそしてその中に捕捉せしめよう
とするガス状物質、例えばアイソトープ(クリプトン8
5)を含むクリプトンをパイプ35、弁36により容器
31の中に導入して電極37を取巻くようにする。
とするガス状物質、例えばアイソトープ(クリプトン8
5)を含むクリプトンをパイプ35、弁36により容器
31の中に導入して電極37を取巻くようにする。
固体の中へ植え込まれたガス状物質を補償するようガス
状物質を導入していくように容器31の圧力により弁3
6を自動的に制御する。
状物質を導入していくように容器31の圧力により弁3
6を自動的に制御する。
容器31内)こ所要の減圧を維持するため容器31から
連続的に排気することが必要な場合もある。
連続的に排気することが必要な場合もある。
上の説明から、電極37と容器31とが放電系の2つの
電極を構成することが理解されよう。
電極を構成することが理解されよう。
従つて、電極37と容器へ(導線39.38を用いて)
又は容器31が大地電位なら電極37への電力の供給を
調節することにより、ガス状物質を通してグロー放電を
生ぜしめ、その結果ガス状物質を電極37と容器31の
壁の中へ植え込む。
又は容器31が大地電位なら電極37への電力の供給を
調節することにより、ガス状物質を通してグロー放電を
生ぜしめ、その結果ガス状物質を電極37と容器31の
壁の中へ植え込む。
第1図に関して上に説明したように、固体物質の中への
イオンの植え込みはその固体物質のスパッタリングによ
りなされる。
イオンの植え込みはその固体物質のスパッタリングによ
りなされる。
又、上に述べたように、(例えば、一方の電極が他方の
電極の放電の4倍をうけるように)電源を調整すること
により、容器31の内面は電極31からスパッターされ
た物質によりビルド・アップされる。
電極の放電の4倍をうけるように)電源を調整すること
により、容器31の内面は電極31からスパッターされ
た物質によりビルド・アップされる。
このことは電極3Tが「犠牲的な」役割を果し、侵蝕せ
しめられていくことを意味し、植込まれるガス状物質は
容器31内に放出され、容器31の壁の厚みは増し、そ
してその壁の中にガス状物質が捕捉せしめられる。
しめられていくことを意味し、植込まれるガス状物質は
容器31内に放出され、容器31の壁の厚みは増し、そ
してその壁の中にガス状物質が捕捉せしめられる。
電極へかける電しモの極性と大きさ、電圧を電極にかけ
ている時間を調節するなとして電源を制御する。
ている時間を調節するなとして電源を制御する。
所望量のガス状物質が植込まれてから、容器31への放
射性ガスの導入を中断することができ、そしてアイソト
ープ(クリプトン85)を含むクリプトンのような放射
性ガスの場合非放射性ガス(例えば非放射性のクリプト
ン又はアルゴン)の雰囲気が容器31内へ導入される。
射性ガスの導入を中断することができ、そしてアイソト
ープ(クリプトン85)を含むクリプトンのような放射
性ガスの場合非放射性ガス(例えば非放射性のクリプト
ン又はアルゴン)の雰囲気が容器31内へ導入される。
このようにして表面に隣接して非放射性のガス層をつく
るための最終処理を壁に施す。
るための最終処理を壁に施す。
ガスを含まない物質の仕上げ層をつくるため壁へ物質を
スパックするのに非放射性のガスを使用できる。
スパックするのに非放射性のガスを使用できる。
壁が所望量までビルド・アップし、そして所望量のガス
状物質がその中に捕捉せしめられると、真空系33、供
給パイプ35、冷却媒体供給部41及び電源38,39
から容器31を切離し、そして貯蔵する。
状物質がその中に捕捉せしめられると、真空系33、供
給パイプ35、冷却媒体供給部41及び電源38,39
から容器31を切離し、そして貯蔵する。
植込みとビルド・アップとを同時に行なうことと交互に
行うことについて第1図によって説明をしたが、この説
明は第4図の装置にもあてはまる。
行うことについて第1図によって説明をしたが、この説
明は第4図の装置にもあてはまる。
第4図は装置の概要であり、そして特定の要件に適合す
るようそして放電を所望領域内で生じるようにグロー放
電技術に従って電極の形状と遮蔽とが選定される。
るようそして放電を所望領域内で生じるようにグロー放
電技術に従って電極の形状と遮蔽とが選定される。
第1.2.3図を参照して一ヒに説明した1−グロー放
電」を用いて本発明を実施する別のものとして、本発明
に従って他のイオン植込み技術例えばイオンガン又は電
子支持放電(electron 5uppo−rted
discharge )を利用できる・電子支持放電
を利用することにより本発明を実施するための装置を第
5図を参照して説明する。
電」を用いて本発明を実施する別のものとして、本発明
に従って他のイオン植込み技術例えばイオンガン又は電
子支持放電(electron 5uppo−rted
discharge )を利用できる・電子支持放電
を利用することにより本発明を実施するための装置を第
5図を参照して説明する。
第5図において、密封可能な室42内にガス状物質を捕
捉できる固体の2つの電極43,44、これらの電極間
の格子45(この格子の中tこはフィラメント46があ
る)が配置されている。
捉できる固体の2つの電極43,44、これらの電極間
の格子45(この格子の中tこはフィラメント46があ
る)が配置されている。
電極43.44は導線47.48を介して電源(図示せ
ず)へ接続されている。
ず)へ接続されている。
格子45は導線49によりそれへ電圧をかけるための手
段(図示せず)へ接続されており、そして導線50.5
1を配してフィラメントへ加熱電流が流れるようにする
。
段(図示せず)へ接続されており、そして導線50.5
1を配してフィラメントへ加熱電流が流れるようにする
。
ガス状物質を導入するためそして作動中発生した熱を電
極43.44から消散させるため第1図に関して上に説
明したのと同様の装置(図示せず)を設ける。
極43.44から消散させるため第1図に関して上に説
明したのと同様の装置(図示せず)を設ける。
作動に当って、室42を約10ミクロンの圧力へ排気し
、そして固体内に植込み捕捉しようとするガス状物質を
室42の中に入れて電極43゜44、格子45、フィラ
メント46を取囲むようにする。
、そして固体内に植込み捕捉しようとするガス状物質を
室42の中に入れて電極43゜44、格子45、フィラ
メント46を取囲むようにする。
前に述べたように連続排気を必要とすることもある。
フィラメント46へ電流を流し、格子45へ電圧をかけ
て格子45とフィラメント46の近くに放電又はプラズ
マ域をつくる。
て格子45とフィラメント46の近くに放電又はプラズ
マ域をつくる。
2つの電極43.44へ電圧をかけて捕捉しようとする
物質の正イオンをフィラメント46と格子45の領域か
ら引き出して電極43.44に植込む。
物質の正イオンをフィラメント46と格子45の領域か
ら引き出して電極43.44に植込む。
これらの電極の物質はイオンボンバードによりスパッタ
ーされ、そして電極43.44への電力供給は上に述べ
たように制御して、一方の電極43からスパッターされ
た物質により他方の電極44にビルド・アップする。
ーされ、そして電極43.44への電力供給は上に述べ
たように制御して、一方の電極43からスパッターされ
た物質により他方の電極44にビルド・アップする。
フィラメントの強度も変化できる。
物質を捕捉した電極を取出して貯蔵するか、又は容器全
体を貯蔵する。
体を貯蔵する。
第6図を参照する。
この図には同心の形で第5図の装置の原理を採用した装
置を略図的に示す。
置を略図的に示す。
密封可能な容器52の中には円筒フィラメント54を包
囲する断面が環状の格子53と中心電極55が配置され
ている。
囲する断面が環状の格子53と中心電極55が配置され
ている。
容器52は導線56により電源(図示せず)へ又は大地
へ接続されて放電系の一方の電極を形成し、そして電極
55を電源へ接続して第2の電極を形成する。
へ接続されて放電系の一方の電極を形成し、そして電極
55を電源へ接続して第2の電極を形成する。
格子53へ電圧をかけるようそしてフィラメント54へ
電流を流せるように電気接続(図示せず)をする。
電流を流せるように電気接続(図示せず)をする。
図には示していないが、第5図におけるように、容器5
2を排気し、ガス状物質を導入しそして動作中に生じた
熱を電極52.55から消散せしめるための→を講じて
いる。
2を排気し、ガス状物質を導入しそして動作中に生じた
熱を電極52.55から消散せしめるための→を講じて
いる。
第6図の装置の動作は第5図の装置と本質的に同じであ
るが、相違する点は容器52が室と一方の電極として動
き、電極55からスパッタリングによりビルドアップさ
れる密封可能の容器52の壁内ヘガス状物質を植え込む
。
るが、相違する点は容器52が室と一方の電極として動
き、電極55からスパッタリングによりビルドアップさ
れる密封可能の容器52の壁内ヘガス状物質を植え込む
。
植込みとビルド・アップとを同時に行なうか又は交互に
行なうこと非放射性層又はガスを実質的に含んでいない
層に一ついて第1図に関して説明したが、これらのこと
は第5,6図の装置についてもいえることである。
行なうこと非放射性層又はガスを実質的に含んでいない
層に一ついて第1図に関して説明したが、これらのこと
は第5,6図の装置についてもいえることである。
第5,6図は装置の概略を示しており、そして特定の要
件に適合するようにそして所望領域で放電が生じるよう
に電子支持放電技術に従って電極の形状と電極の遮蔽と
が選定される。
件に適合するようにそして所望領域で放電が生じるよう
に電子支持放電技術に従って電極の形状と電極の遮蔽と
が選定される。
以下に本発明の実例を示す。
実例 1
16mmの間隙を設けた2枚のニッケル平板電極を用い
てグロー放電により固体中へ本発明に従ってアルゴンを
植え込んだ。
てグロー放電により固体中へ本発明に従ってアルゴンを
植え込んだ。
電源を用いて6kVで1.22c1?Lに4mAを送り
、そして電極周辺のアルゴンの雰囲気は100ミクロン
の圧力であった。
、そして電極周辺のアルゴンの雰囲気は100ミクロン
の圧力であった。
スパッターされたニッケルの沈着率は3.5×10=g
m/cI?t/mA時であった。
m/cI?t/mA時であった。
実例 2
円筒形電極を使用することが便利であることを示すため
にニッケル円筒電極を使用してニッケル内へアルゴンを
植え込んだ。
にニッケル円筒電極を使用してニッケル内へアルゴンを
植え込んだ。
内部電極の直径は1.25 CrrL、外部電極の直径
は3.25(11771であり、両方ともその長さは4
0CrrLであった。
は3.25(11771であり、両方ともその長さは4
0CrrLであった。
3に’Vで10mAを流せる電源を電極へ接続し、電極
周辺のアルゴン雰囲気は80ミクロンであった。
周辺のアルゴン雰囲気は80ミクロンであった。
内部電極からスパッターされたニッケ゛ルの沈着率は8
.7 x 1−0−” gm/ffl/ mA時であっ
た。
.7 x 1−0−” gm/ffl/ mA時であっ
た。
同じ電極を用いて、1.6kV、20mA、圧力100
ミクロンでは沈着率は1.83 X 10= gm/e
ra、/ m A時であった。
ミクロンでは沈着率は1.83 X 10= gm/e
ra、/ m A時であった。
実例 3
直径17.5ytiと70mmの円筒電極を用いてアル
ゴンをニッケルに植え込んだ。
ゴンをニッケルに植え込んだ。
これらの電極は両方とも長さ40mmで、圧力100ミ
クロンで3kV、10mAの電流を流した。
クロンで3kV、10mAの電流を流した。
沈着率は測定しなかった。
実例 4
第5図のと同様の2枚の板電極、格子とフィラメントを
用いて電子支持放電によりアルゴンを本発明に従って植
え込んだ。
用いて電子支持放電によりアルゴンを本発明に従って植
え込んだ。
電極は5×4crrLの大きさで、間隙は約5(117
72で、フィラメントははゾ直径1crnの円筒状格子
の内側にあった。
72で、フィラメントははゾ直径1crnの円筒状格子
の内側にあった。
12ミクロンの圧力のアルゴンが電極と格子とフィラメ
ントとを取囲んでいた。
ントとを取囲んでいた。
格子内の放電は50Vで125mAであって、電極は格
子に対して負の500■にして30mAをうけるように
した。
子に対して負の500■にして30mAをうけるように
した。
スパッターされたニッケルの沈着率は1.42×10−
5g m、/cra/m A時であった。
5g m、/cra/m A時であった。
本発明をセラミック固体で実施するにはRF放電を用い
て貯蔵しようとする物質をセラミック固体中へ植込むこ
と5なろう。
て貯蔵しようとする物質をセラミック固体中へ植込むこ
と5なろう。
第1図はスパッタリングにより固体内へ物質を植込みそ
してその固体をビルド・アップするための装置を略図的
に示す。 第2図は固体のシート又はフィルムの中へ物質を植込む
ための装置の略図である。 第3図は第2図の装置に使用するための電極の一形状の
略図である。 第4図はスパッタリングにより固体内へ物質を植込みそ
してその固体をビルド・アップするための別の装置の略
図である。 第5図はスパッタリングにより固体内へ物質を植込みそ
してその固体をビルド・アップするための別の装置の略
図である。 第6図は第5図の装置の変形の略図である。 電極・・・・・・5,6,7(第1図);22(第2図
);22a(第3図);31,37(第4図);43゜
44.45(第5図);52,53.55(第6図)、
貯蔵しようとする物質を含む雰囲気を電極の周りに保持
するための手段・・・・・・1,2,3,4゜13.1
4(、第1図)、15,16,17,18゜25.26
(第2図);3L32,33,34゜35.36(第4
図)。
してその固体をビルド・アップするための装置を略図的
に示す。 第2図は固体のシート又はフィルムの中へ物質を植込む
ための装置の略図である。 第3図は第2図の装置に使用するための電極の一形状の
略図である。 第4図はスパッタリングにより固体内へ物質を植込みそ
してその固体をビルド・アップするための別の装置の略
図である。 第5図はスパッタリングにより固体内へ物質を植込みそ
してその固体をビルド・アップするための別の装置の略
図である。 第6図は第5図の装置の変形の略図である。 電極・・・・・・5,6,7(第1図);22(第2図
);22a(第3図);31,37(第4図);43゜
44.45(第5図);52,53.55(第6図)、
貯蔵しようとする物質を含む雰囲気を電極の周りに保持
するための手段・・・・・・1,2,3,4゜13.1
4(、第1図)、15,16,17,18゜25.26
(第2図);3L32,33,34゜35.36(第4
図)。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 貯蔵しようとする放射性物質のイオンで固体をボン
バードしてその固体内に放射性物質を植込んで固体内に
その物質を濃縮させ、そして別の固体のスパッタリング
によって固体をビルド・アップすることにより放射性物
質を固体内に捕捉することを特徴とする固体内に放射性
物質を貯蔵する方法。 2 貯蔵しようとする放射性物質のイオンで固体をボン
バードしてその固体内に放射性物質を植込んで固体内に
その放射性物質を濃縮させ、そして別の固体のスパッタ
リングによって固体をビルド・アップすることにより固
体内に放射性物質を捕捉する装置において、 放射系の一部を形成している一対の電極、および貯蔵し
ようとする放射性物質を含む雰囲気を電極の周りに維持
する手段を備え、電極を電源から付勢して、貯蔵しよう
とする放射性物質のイオンを固体内に植込み、そして別
の固体のスパッタリングによりビルド・アップし放射性
物質を固体内に捕捉するようにしたことを特徴とする固
体内に放射性物質を貯蔵する装置。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB5389373 | 1973-11-20 | ||
GB53893/73A GB1485266A (en) | 1973-11-20 | 1973-11-20 | Storage of material |
GB4779274 | 1974-11-05 | ||
GB4779274 | 1974-11-05 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5089799A JPS5089799A (ja) | 1975-07-18 |
JPS5936238B2 true JPS5936238B2 (ja) | 1984-09-03 |
Family
ID=26266136
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13346774A Expired JPS5936238B2 (ja) | 1973-11-20 | 1974-11-20 | 放射性物質の貯蔵方法と装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5936238B2 (ja) |
DE (1) | DE2454796C2 (ja) |
FR (1) | FR2251889A1 (ja) |
IT (1) | IT1024863B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0514503Y2 (ja) * | 1987-09-30 | 1993-04-19 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1114148A (en) * | 1977-03-11 | 1981-12-15 | Jerome J. Cuomo | Radioactive gas encapsulated in amorphous material |
JPS5479400A (en) * | 1977-12-07 | 1979-06-25 | Toshiba Corp | Method of storing radioactive waste and its device |
JPS5813876B2 (ja) * | 1977-12-16 | 1983-03-16 | 株式会社東芝 | 放射性ガスまたは有害ガスの貯蔵方法および装置 |
DE3323060C2 (de) * | 1983-06-27 | 1986-03-20 | Deutsche Gesellschaft für Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH, 3000 Hannover | Verfahren zur Fixierung von radioaktivem Krypton sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
-
1974
- 1974-11-19 IT IT7038374A patent/IT1024863B/it active
- 1974-11-19 FR FR7438060A patent/FR2251889A1/fr active Granted
- 1974-11-19 DE DE19742454796 patent/DE2454796C2/de not_active Expired
- 1974-11-20 JP JP13346774A patent/JPS5936238B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0514503Y2 (ja) * | 1987-09-30 | 1993-04-19 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT1024863B (it) | 1978-07-20 |
FR2251889B1 (ja) | 1978-03-24 |
FR2251889A1 (en) | 1975-06-13 |
DE2454796A1 (de) | 1975-05-22 |
JPS5089799A (ja) | 1975-07-18 |
DE2454796C2 (de) | 1986-12-11 |
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