Hydrogen production in radiolysis of the mixture of mordenite and seawater

モルデナイト海水混合物の放射線分解による水素発生

熊谷 友多   ; 永石 隆二 ; 木村 敦; 田口 光正; 西原 健司  ; 山岸 功 ; 小川 徹

Kumagai, Yuta; Nagaishi, Ryuji; Kimura, Atsushi; Taguchi, Mitsumasa; Nishihara, Kenji; Yamagishi, Isao; Ogawa, Toru

放射性汚染水の浄化処理では、セシウム吸着剤としてゼオライトが用いられる。吸着処理中や処理後のゼオライト保管時には、水の放射線分解で水素が発生する。そのため、安全な処理のためには水素に対する適切な措置が重要である。そこで、汚染水とゼオライトとの混合物からの水素発生を評価するため、天然モルデナイトを対象として、海水との混合物から放射線分解で発生する水素について調べた。その結果、水素発生量は混合物中の海水量に比例して減少するのではなく、海水含有率が約20%までは緩やかに減少し、それ以下の海水量の低下に対して著しく減少した。この結果は、モルデナイトに付与された放射線エネルギーが水素発生に関与する可能性を示唆する。また、海水の希釈の影響を調べた結果、希釈液のみを照射した場合には水素発生量が減少した。これは水素の酸化反応が生じたためと考えられる。しかし、モルデナイトとの混合物中では水素発生量の有意な減少は観測されなかった。そのため、混合物中では水素の酸化が阻害されると考えられる。したがって、汚染水とゼオライトとの混合物からの水素発生量を評価するうえでは、これらの影響を考慮する必要があると考えられる。

For decontamination of radioactive water, zeolite is a suitable adsorbent for radioactive Cs. The management of hydrogen produced by water radiolysis is an important issue of safety. Thus hydrogen production from the mixture of mordenite-type zeolite and water was studied. In particular, we focused on the influence of the incorporation of seawater into the mixture. The hydrogen yield from the mixture decreased monotonically as the weight fraction of seawater was decreased. However, the measured yield was higher than the yield expected from the direct radiolysis of water in the mixture. Moreover the hydrogen yield was not so effectively decreased by the dilution of seawater in the mixture as in seawater alone. Therefore the additional formation of hydrogen should be considered in the evaluation of hydrogen production from radiolysis of the mixture of mordnite and water.