気相吸着法による窒素同位体濃縮プロセスの評価-プロセスシミュレーションによる検討-

國島 茂*; 波多野 守*; 泉 順*; 安武 昭典*; 蔦谷 博之*; 朝長 成之*

JNC TJ9400 2001-019, 59 Pages, 2002/03

JNC-TJ9400-2001-019.pdf:1.36MB

FBR燃料サイクルにおける燃料の候補の一つとして酸化物燃料がある。窒化物燃料の実用化にあたっては、窒素-14からの炭素-14生成を最小限抑えるため、窒素-15を高純度に濃縮した窒素ガス原料の利用が期待される。現状の高純度窒素-15ガスは極めて高価であり、製造コストの低減に向けた同位体分離の開発が進められている。窒素同位体分離技術には複数種類あるが、気相吸着法の1種である圧力スイング法(PSA)も有望な技術候補として期待されている。本研究では、過去のPSAによる窒素同位体分離実験結果をもとに、吸着剤性能として吸着平衡定数、吸着速度定数を決定し、これを入力データとして窒素-15濃縮プロセスの第1段PSAユニットの窒素-15/窒素-14分離のシミュレーションを行った。本シミュレーションにより窒素-15/窒素-14分離における第1段PSAの操作条件、物質収支、消費電力、吸着剤使用量等を予想し、技術的妥当性の確認及び実機概念の構築を行った。