放射性気体廃棄物中のC捕集に用いる疎水性パラジウム触媒の酸化性能評価
Evaluation of oxidation efficiency of hydrophobic palladium catalyst for C monitoring in gaseous radioactive waste
上野 有美 ; 中川 雅博 ; 佐藤 淳也 ; 岩井 保則
Ueno, Yumi; Nakagawa, Masahiro; Sato, Junya; Iwai, Yasunori
日本原子力研究開発機構原子力科学研究所では、放射性気体廃棄物中の炭素14(C)をCOへ酸化し捕集するため、酸化銅(CuO)触媒を600Cに加熱して使用している。我々は、酸化触媒の加熱温度を低下させ、より安全なCモニタリング手法を確立することを目的として、二酸化ケイ素(SiO)の表面に疎水化処理を施した疎水性パラジウム二酸化ケイ素(Pd/SiO)触媒を新たに開発した。その酸化性能についてCuO触媒,白金アルミナ(Pt/AlO)触媒,パラジウム二酸化ジルコニウム(Pd/ZrO)触媒および親水性Pd/SiO触媒と比較を行った。その結果、疎水性Pd/SiO触媒の酸化性能が最も優れていることが確認できた。現在使用しているCuO触媒を疎水性Pd/SiO触媒に変更することで、管理区域内で使用する加熱炉の温度を600Cから300Cへ低下させることができ、モニタリングの安全性を向上させることが可能となる。
In the Nuclear Science Research Institute, Japan Atomic Energy Agency (JAEA), in order to oxidize C, which exists in various chemical forms in exhaust, into CO, a copper oxide (CuO) catalyst is introduced after heating to 600C. Our goal was to establish a safer C monitoring system by lowering the heating temperature required for the catalyst; therefore, we developed a new hydrophobic palladium/silicon dioxide (Pd/SiO) catalyst that makes the carrier's surface hydrophobic. In these experiments, catalysts CuO, platinum/aluminum oxide (Pt/AlO), palladium/zirconium dioxide (Pd/ZrO), hydrophobic Pd/SiO, and hydrophilic Pd/SiO were ventilated with standard methane gas, and we compared the oxidation efficiency of each catalyst at different temperatures. As a result, we determined that the hydrophobic Pd/SiO catalyst had the best oxidation efficiency. By substituting the currently used CuO catalyst with the hydrophobic Pd/SiO catalyst, we will be able to lower the working temperature from 600C to 300C and improve the safety of the monitoring process.