金属元素の蒸留の研究; ジュラルミンの元素分別

Research of vacuum distillation for metals; Elemental separation of duralumin

赤岡 克昭 ; 丸山 庸一郎

Akaoka, Katsuaki; Maruyama, Yoichiro

超々ジュラルミン(アルミニウム合金7075:Al-5.6Zn-2.5Mg-1.6Cu-0.25Cr)の蒸留特性の測定と数値解析を行った。実験では378.7mgのジュラルミンを抵抗加熱蒸発装置により200C/hourの昇温速度で1500Cまで加熱し、蒸発させ、四重極質量分析計でイオン電流を記録することにより蒸発特性を測定した。シミュレーションはRaoultの法則をLangmuirの式に適用し、Runge-Kutta法を用いて解析した。その結果、蒸留の特性は実験とシミュレーションがよく一致し、蒸留によりジュラルミンをAl, Cu, CrとZn, Mgの2つの群に分離できることを明らかにした。これらの結果、蒸留による元素分別を用いた放射性廃棄物の減量が可能であることを示された。

We measured and simulated the characteristics of vacuum distillation for duralumin (Aluminum alloy 7075: Al-5.6Zn-2.5Mg-1.6Cu-0.25Cr). In the experiment, the duralumin (378.7 mg) was heated to 1500C (the rate is 200C/hour) and vaporized. The ion current of components within the vapor using mass spectrometer was measured. In the simulation, the vaporization rate of components within vapor was calculated by using the formula of Langmuir and the law of Raoult. The simulation agreed well with the experiment, and it was found that the group of Al, Cu and Cr, and the group of Mg and Zn could be separated by the vacuum distillation.These results show that the radioactive wastes can be reduced using the vacuum distillation.