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口頭

放射線グラフト重合を用いた水素ガス選択分離膜の開発

長谷川 伸; 越川 博; 澤田 真一; 前川 康成; 橋本 直幸*; 磯部 繁人*

no journal, , 

原子炉建屋に適合する無電力爆発防止システムの安全性の確保を目的に、水素吸蔵材を水蒸気や酸素から保護する水素選択透過膜の開発を進めた。ガス透過性の高い多孔性ポリフッ化ビニリデン(PVDF)を出発基材として、放射線グラフト重合技術により、4-トリメトキシシリルスチレン(TMSS)及びアクリル酸(AAc)をグラフト重合したTMSSグラフト膜及びAAcグラフト膜を作製した。グラフト率29%のTMSSグラフト膜および24%のAAcグラフト膜の水素透過度が12及び10.6 $$times$$ 10$$^{-7}$$mol/m$$^{2}$$ s Paであるのに対し、水蒸気透過度は3.4および0.93 $$times$$ 10$$^{-7}$$mol/m$$^{2}$$ s Paと、水蒸気よりも水素に対して3.5倍および12倍高い透過度を示した。以上の結果から、放射線グラフト重合による高分子多孔膜空隙のグラフト鎖による充填は、水蒸気に対して水素を選択的に透過する水素選択透過膜の作製に有効であることが確認できた。

口頭

放射線グラフト法による脂環式ポリベンズイミダゾール電解質膜の開発; ブレンドによる機械的強度の向上

浅野 雅春; 前川 康成; Park, J.*; 高山 俊雄*; 工藤 一秋*

no journal, , 

耐熱性の高い芳香族ポリベンズイミダゾール(PBI)膜を基材とした電解質膜の開発を進めている。このPBI膜は放射線に対する安定性が高いため、電離放射線を照射してもグラフト重合させるために充分なラジカルが生成されず、電解質膜に必要な導電率を得るためのグラフト鎖の導入が困難であった。これを解決するために、PBI中に耐熱性は維持し、ラジカルの生成の増加が期待できる脂環式炭化水素基を導入した脂環式PBI(APBI)を新たに合成することで、ビニルモノマーとの放射線グラフト重合性の向上を試みた。得られたAPBI電解質膜は、グラフト率が向上したことでナフィオンに相当する導電率を示したが、含水特性、機械特性の低下が問題となった。そこで、含水特性、機械特性の向上が期待できるPBIを合成し、APBIとブレンドしたグラフト型電解質膜を作製したところ、含水率の抑制及び機械強度の向上が実現できた。

口頭

使用済燃料中$$^{237}$$Np分析を迅速化する陰イオン交換多孔性高分子シート

浅井 志保; 半澤 有希子; 今田 未来; 鈴木 大輔; 間柄 正明; 木村 貴海; 石原 量*; 斎藤 恭一*; 山田 伸介*; 廣田 英幸*

no journal, , 

$$^{237}$$Npは長半減期かつ放射性廃棄物中存在量が多いことから廃棄物処分安全評価の対象核種とされ、分析値の取得・蓄積が不可欠である。$$^{237}$$Np分析では、通常、化学分離工程の回収率補正に$$^{239}$$Npが用いられる。$$^{239}$$Npは短半減期(2.4日)のため分析毎に$$^{239}$$Npの親核種$$^{243}$$Amの標準液から$$^{239}$$Npを単離し使用する。$$^{239}$$Np単離ステップを経ずに$$^{243}$$Am-$$^{239}$$Np共存状態で分析試料に添加すると分離操作中に$$^{243}$$Am-$$^{239}$$Npの放射平衡状態が崩れ、$$^{243}$$Am標準から新たに$$^{239}$$Npが生成して回収率算出結果に影響する。そこで、本研究では$$^{243}$$Am-$$^{239}$$Np共存状態で$$^{239}$$Np標準を添加しても分析試料分離中に$$^{243}$$Am標準から有意量の$$^{239}$$Npが生成する前に分離を完了できる迅速分離可能なシート状分離材料を作製し、その分離性能を評価した。ここで、分離には、細孔表面に陰イオン交換性分子を導入した多孔性シートを用いた。本シートでは陰イオン交換樹脂カラムを用いる従来法の半分以下の時間で分離でき、使用する液量は1/10程度で済むことから$$^{237}$$Np分析工程の大幅な簡略化が可能であることがわかった。

口頭

イオンビームグラフト重合反応の速度論的解析

八巻 徹也; 関根 敏彦*; 澤田 真一; 越川 博; 鈴木 晶大*; 寺井 隆幸*; 浅野 雅春; 前川 康成

no journal, , 

イオンビームグラフト重合による燃料電池用高分子電解質膜の開発において、照射イオンのフルエンスを低くした上で、いかにグラフト鎖の導入量を高め十分なイオン交換容量を確保するかが重要である。そこで本研究では、重合反応性の向上に向けた試みの一環として、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体膜へのスチレン(St)のイオンビームグラフト重合に対し、グラフト率の経時変化から速度論に基づく解析を行った。Stグラフト率は、反応開始から急激に増大し、24時間までにほぼ飽和した。このグラフト率の時間変化プロットに対し、見かけ上の初期重合速度(r$$_{p0}$$)と特性ラジカル再結合速度($$gamma$$), 遅延時間(t$$_{0}$$)を含む理論式で曲線フィッティングをかけた。$$gamma$$線によるグラフト重合の結果と比較すると、r$$_{p0}$$, $$gamma$$は両者とも非常に高かった。この結果は高密度のラジカル生成というイオンビームの特徴を反映していると考えられる。また、照射イオンビームの種類によってもr$$_{p0}$$と$$gamma$$は変化し、飛跡構造の影響が大きいことが示唆された。

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