Self-decomposition behavior of high concentration tritiated water

高濃度トリチウム水の自己放射線分解挙動

伊藤 剛士*; 林 巧; 磯部 兼嗣; 小林 和容; 山西 敏彦

Ito, Takeshi*; Hayashi, Takumi; Isobe, Kanetsugu; Kobayashi, Kazuhiro; Yamanishi, Toshihiko

核融合炉では、高濃度のトリチウム水をどのように取り扱うかが安全管理の鍵となる課題の1つである。高濃度のトリチウム水は自分で放射線分解し、最終的には、気相中では水素と酸素を生成し、水相中では過酸化水素を生成する。線照射での水のG値の報告は多くあるが、トリチウム水の自己放射線分解に関する報告は、その安全取扱上の困難さからほとんどない。日本原子力研究開発機構のトリチウムプロセス研究棟では、最高2EB/mまでの幅広い濃度範囲のトリチウム水の性質について10年以上研究しており、トリチウム水の自己放射線分解における実効的な水素と過酸化水素のG値を、密封容器中に保管したトリチウム水試料での各成分の濃度の経時変化の情報から評価した。本論文では実効的なG値を整理するとともに、それらのトリチウム濃度及び温度依存性について議論する。

In a fusion reactor, how to handle high concentration tritiated water (HTO) is one of the key issues for the safety control. High concentration HTO decomposes by itself, and generates hydrogen and oxygen in the gas phase and hydrogen peroxide in the liquid phase, as the final products. There are many report of the G values for water decomposition by -ray irradiation experiments, however, those for self-decomposition of HTO are limited because of the difficulty of the safety handling of HTO. In the Tritium Process Lab. of Japan Atomic Energy Agency, the characteristics of a wide rage of HTO up to about 2 EBq/m has been investigated for more than 10 years. The effective G values of hydrogen and hydrogen peroxide under self-decomposition of HTO were evaluated from their concentration increase in the leak tight vessel stored HTO, as a function of time. In this paper, the above effective G values are summarized, and the dependences of HTO concentration and temperature are discussed.