Radiochemical reactions between tritium oxides and carbon monoxide

酸化トリチウムと一酸化炭素の放射化学反応

洲 亘; 大平 茂; 鈴木 卓美; 西 正孝

Shu, Wataru; Ohira, Shigeru; Suzuki, Takumi; Nishi, Masataka

核融合炉では、真空容器からの排ガス中でトリチウムに起因した放射化学反応が想定され、排ガス処理の観点から注意が必要である。本研究では、酸素ベーキング時に重要な反応となる窒素でバランスした酸化トリチウム(TO/TO)とCOとの反応をレーザーラマン分光法とフーリエ変換赤外分光法を用いて連続的に観測するとともに、生成物(ガス相,凝縮相)の成分を質量分析器で測定した。一酸化炭素の消費はほぼ一次の式に従い、その速度定数は0.02dayであった。一方、COの生成は複雑な挙動を示し、その速度常数は初期の2dayから0.02dayまでに減少した。反応開始後49日の質量分析結果では、ガス相にはおもにバランスガスの窒素と生成した二酸化炭素が存在し、凝縮相にはトリチウム水が主成分として存在することがわかった。なお、T-CO系で見られる有機系の凝縮性生成物は検出されなかった。

As a study on radiochemical reactions in the process of tritium recovery from the in-vessel components of future deuterium-tritium fusion machine like ITER beta-induced reactions in a N-balanced system of tritium oxides (TO/TO) with CO were examined by laser Raman, Fourier transition infrared (FT-IR) and mass spectroscopy. The depletion of CO follows a first-order reaction with a rate constant of 0.02 day, whereas the formation of CO is a complex process whose rate constant decreases from 2 day to 0.02 day. The main species on the 49th day after mixing CO are the produced CO and the balanced gas (N) in the gaseous phase, and the tritiated water predominates in the condensed phase. Tritiated substances like aldehyde, alcohol and carboxylic acid found in T-CO system were not detected in the products of reactions between tritium oxides and carbon monoxide at the same detection limit.