CNT含有アルミナ加熱媒体を用いたマイクロ波加熱の特性評価

Characterization of microwave heating using CNT-containing alumina heating media

田丸 彩夏*; 瀬川 智臣 ; 山田 雅晃*; 深澤 智典*; 石神 徹*; 福井 国博*

Tamaru, Ayaka*; Segawa, Tomoomi; Yamada, Masaaki*; Fukasawa, Tomonori*; Ishigami, Toru*; Fukui, Kunihiro*

使用済み燃料の再処理工程において、マイクロ波加熱直接脱硝法が使用されている。高速炉燃料製造における製品粉末品質の向上のため、マイクロ波加熱と外部加熱を併用したマイクロ波ハイブリッド加熱法の開発を進めているが、加熱機器の設置による放電や誘導電流による機器の損傷が懸念される。そのため、外部加熱源として高誘電損失材料のカーボンナノチューブ(CNT)を含有したセラミックス複合材料を適用したマイクロ波ハイブリッド加熱法の検討を進めている。ハイブリッド加熱においては、加熱条件の最適化が必要となるため、本研究ではキャビティ型反応装置におけるハイブリッド加熱の特性および被加熱試料と加熱媒体の比誘電損失との関係について評価を行った。マイクロ波熱重量分析法により測定した加熱媒体のCNT含有率アルミナと被加熱試料のフェライト粉体および酸化ニッケル粉体の比誘電損失の値は、空洞共振器法による値に比べて、キャビティ型反応装置を用いたマイクロ波加熱試験における加熱の選択性と整合しており、マイクロ波加熱特性を評価する際の指標として適切であることを確認した。

The microwave heating method is used in the reprocessing process of spent fuels. It is possible to improve powder quality by microwave and external heating together. However, the use of external heating in a microwave irradiation field causes a problem of deterioration of equipment. Hybrid heating using CNT-containing alumina with a large relative permittivity as an external heating source has been studied. The characteristics of the hybrid heating in a cavity-type reactor and the relationship between the relative dielectric losses of the materials were evaluated. The relative dielectric losses of the CNT-containing alumina and sample powders were measured by the cavity resonator method and the MW-TG method, respectively. The relative dielectric loss measured by the MW-TG was consistent with the selectivity of heating and was confirmed to be an appropriate index for evaluating the microwave heating characteristics.