Radiation-induced degradation in ion exchange resins for a water detritiation system

トリチウム水処理システムに使用するイオン交換樹脂の放射線劣化

岩井 保則; 山西 敏彦; 廣木 章博; 玉田 正男

Iwai, Yasunori; Yamanishi, Toshihiko; Hiroki, Akihiro; Tamada, Masao

ITERにおけるトリチウム水処理システムには液相化学交換+電解複合システムが用いられる。液相化学交換塔で濃縮されたトリチウム水に含まれるイオンを除去するため、電解システムの前段にイオン交換樹脂塔が設けられる。イオン交換塔にて扱うトリチウム水の濃度は1.0910Bq/mに達するため、イオン交換樹脂の放射線劣化挙動を把握しておくことが重要である。本研究では電子線にて1500kGyまで照射したアンバーライトのイオン交換性能を精査した。イオン交換性能の評価手法はASTMのD2187-94に準じた。電子線にて1500kGyまで照射したカチオン型アンバーライトのトータル交換性能は未照射試料と比較して20%低下した。

The combined electrolysis and catalytic exchange process has been selected for the water detritiation system for the ITER. In the front-end process of tritiated water electrolyzer composed of a solid polymer electrode, ion exchange resin beds are installed for processing effluent ions in the enriched tritiated water to avoid the deterioration of the solid polymer electrode. The tritium concentration in the circulation resin bed is evaluated to reach 1.0910 Bq/m. It is thus important to note the radiation-induced degradation in ion exchange resins. In this study, the Amberlite ion exchange resins irradiated by electron beam up to an integrated dose of 1500kGy has been investigated. The evaluation procedures D2187-94 of the American Society for Testing and Materials are adopted. The total exchange capacity of the cation exchange resins irradiated up to an integrated dose of 1500kGy was 20 % decrease of that of the unirradiated cation exchange resins.