JPWO2015037734A1 - トリチウム吸着材、水中からのトリチウムの分離方法及びトリチウム吸着材の再生方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、電極構成体の場合には、例えば、導電性金属の表面に有した電極で構成することもできる。このような電極で構成されるトリチウム吸着材は、白金等の導電性金属と、スピネル結晶構造を有したリチウム含有の酸化マンガンとを有した電極として構成される。スピネル結晶構造を有したリチウム含有の酸化マンガンは、導電性塗料等を用いて導電性金属の表面に固定することができる。例えば、スピネル結晶構造を有したリチウム含有の酸化マンガン粉末を混合した導電性塗料を導電性金属メッシュの表面に塗布し、乾燥させることで、スピネル結晶構造を有したリチウム含有の酸化マンガンを導電性金属メッシュの表面に固定することができる。このトリチウム吸着材を導電性塗料で導電性金属メッシュの表面に固定した状態で希酸に浸すことで、スピネル結晶構造を有した水素含有の酸化マンガンを導電性金属の表面に有した電極で構成されるトリチウム吸着材を得ることができる。
水素イオンの補充としては簡便には酸処理が考慮される。一般的には、例えば、pH1〜2程度の希酸が好適に用いられる。具体的には、使用済みのトリチウム吸着材、または使用中のトリチウム吸着材に対して、例えば希酸を用いた酸処理を実施することで、水素イオンを補充し、トリチウムイオンに対する吸着性を回復させる。具体的には、例えば、使用済みの電極化したトリチウム吸着材(HxMn2O4)を希塩酸水溶液に10分程度浸して水素イオンを再補充した後、再びトリチウム含有水に適用する方法や、電極化したトリチウム吸着材(HxMn2O4)をイオン交換膜として、トリチウム含有水と希酸水溶液の間に設置することで常時水素イオンを補充することによって、水中のトリチウムに対する吸着性を維持する手法が好ましく考慮される。
また、あるいは、トリチウムを吸着したトリチウム吸着材(Lix-yTyMn2O4)を、弱アルカリ性のリチウムイオンを含んだ水溶液と接触させる。これによって、トリチウムを吸着したトリチウム吸着材からリチウムイオンを含んだ同水溶液にトリチウムイオンを溶出させ、使用後のトリチウム吸着材(つまり、リチウムイオンの含有量が低下した吸着材)に、リチウムイオンを再補充してトリチウム吸着材(LixMn2O4)として再生することができる。
<トリチウム吸着材の合成>
<原料と混合> 和光純薬工業製の試薬炭酸マンガン水和物(MnCO3・nH2O)と水酸化リチウム水和物(LiOH・H2O)の粉末を重量比2対1で混合し、室温下で黒色化するまでよく混合する。
<焼成> 電気炉(YAMATO製FO−410)を用いて同混合粉末を大気中390℃で6時間加熱した後、室温まで冷却する。
また、pH6.5以上でサンプリングされた実験用トリチウム含有水、および同吸着材1gあたりのトリチウムの放射能除去率が約10000〜30000Bq/gを超えた状態でサンプリングされた実験用トリチウム含有水にはマンガンの溶解を示す薄い黄茶系の着色が見られた。
<スピネル結晶構造を有する水素含有酸化マンガン吸着材を電極化して用いたトリチウム吸着試験>
<スピネル結晶構造を有する水素含有酸化マンガン吸着材を電極化してトリチウム分離膜として用いたトリチウム吸着試験>
Claims (6)
- トリチウム含有水からトリチウムを捕集するトリチウム吸着材であって、スピネル結晶構造を有した水素又はリチウム含有の酸化マンガンで構成されることを特徴とするトリチウム吸着材。
- 前記スピネル結晶構造を有した水素又はリチウム含有の酸化マンガンが粉末であるか、膜構成体、もしくは電極構成体であることを特徴とする請求項1に記載のトリチウム吸着材。
- 請求項1または2に記載のトリチウム吸着材にトリチウム含有水を接触させてトリチウム含有水中のトリチウムを捕集して、分離することを特徴とする水中からのトリチウムの分離方法。
- トリチウムを捕集した前記トリチウム吸着材を酸処理して、トリチウムを溶出させることを特徴とする請求項3に記載の水中からのトリチウムの分離方法。
- 請求項1又は2に記載のトリチウム吸着材に水素イオンまたはリチウムイオンを補充してトリチウムイオンに対する吸着性を回復させることを特徴とするトリチウム吸着材の再生方法。
- 酸処理により水素イオンを補充することを特徴とする請求項5に記載のトリチウム吸着材の再生方法。
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