Room-temperature reactor packed with hydrophobic catalysts for the oxidation of hydrogen isotopes released in a nuclear facility

核施設に放出された水素同位体を酸化処理する疎水性触媒を充てんした室温反応器

岩井 保則; 佐藤 克美; 谷内 淳一*; 野口 宏史*; 久保 仁志*; 原田 伸夫*; 大嶋 優輔*; 山西 敏彦

Iwai, Yasunori; Sato, Katsumi; Taniuchi, Junichi*; Noguchi, Hiroshi*; Kubo, Hitoshi*; Harada, Nobuo*; Oshima, Yusuke*; Yamanishi, Toshihiko

微量トリチウムを室温・飽和水蒸気雰囲気下においても効率的に酸化するための無機ベース疎水性白金触媒H1Pを開発した。流通式反応器を用いてトリチウムガスを使用して測定したH1Pの室温における総括反応速度係数は汎用アルミナ白金触媒と比較して高い値を示した。また飽和水蒸気雰囲気下で使用した場合のH1Pの総括反応速度係は、H1Pの優れた疎水性能により乾燥条件下と比較して微小な低下に留まった。反応の律速段階は室温近傍温度では表面反応律速であるが、40C以上ではH1Pの微小細孔の影響で細孔拡散抵抗の寄与が見られた。室温における総括反応速度係数の空間速度依存性及び水素濃度依存性もあわせて定量的に評価した。

The inorganic-based hydrophobic Pt-catalyst named H1P has been developed especially for efficient oxidation of a tracer level of tritium in the ambient temperature range even in the presence of saturated water vapor. The overall reaction rate constant for H1P catalyst in the ambient temperature range was considerably larger than that for traditionally applied Pt/AlO catalyst. Moreover, the decrease in reaction rate for H1P in the presence of saturated water vapor compared with in the absence of water vapor was slight due to its excellence in hydrophobic performance. Oxidation reaction on the catalyst surface is the rate-controlling step in the ambient temperature range and diffusion in a catalyst substratum above 313 K due to its fine porosity. The overall reaction rate constant in the ambient temperature range was dependent on the space velocity and hydrogen concentration in carrier.