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論文

放射性気体廃棄物中のトリチウム捕集に用いる疎水性パラジウム触媒の酸化性能評価

古谷 美紗; 米谷 達成; 中川 雅博; 上野 有美; 佐藤 淳也; 岩井 保則*

保健物理(インターネット), 55(2), p.97 - 101, 2020/06

https://doi.org/10.5453/jhps.55.97

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に存在するトリチウムガス(HT)をトリチウム水蒸気(HTO)に酸化するため、酸化触媒を600$$^{circ}$$Cに加熱して使用している。本研究では、酸化触媒の加熱温度を低下させ、より安全な$$^{3}$$Hモニタリング手法を確立することを目的として、疎水性Pd/SiO$$_{2}$$触媒, CuO触媒、及びPt/Al$$_{2}$$O$$_{3}$$触媒の異なる温度条件下における水素ガスに対する酸化効率を検証した。その結果、疎水性Pd/SiO$$_{2}$$触媒及びPt/Al$$_{2}$$O$$_{3}$$触媒の水素に対する酸化性能はCuO触媒と比較して優れており、25$$^{circ}$$Cの室内温度条件下においても水素を十分に酸化する能力があることが明らかとなり、$$^{3}$$Hモニタリングにおける安全性の向上が期待できる。

論文

NiO/Nb$$_{2}$$O$$_{5}$$/C hydrazine electrooxidation catalysts for anion exchange membrane fuel cells

坂本 友和*; 増田 晃之*; 吉本 光児*; 岸 浩史*; 山口 進*; 松村 大樹; 田村 和久; 堀 彰宏*; 堀内 洋輔*; Serov, A.*; et al.

Journal of the Electrochemical Society, 164(4), p.F229 - F234, 2017/01

https://doi.org/10.1149/2.0281704jes
 被引用回数：13 パーセンタイル：43.11(Electrochemistry)

NiO/ Nb$$_{2}$$O$$_{5}$$/C (8:1), (4:1), (2:1), NiO/C, and Ni/C catalysts for hydrazine electrooxidation were synthesized by an evaporation drying method followed by thermal annealing. Prepared catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), high-angle annular dark field scanning transmission electron microscopy (HAADF-STEM), energy dispersive X-ray spectrometry (EDS), and X-ray absorption fine structure (XAFS). The highest catalytic activity in mentioned above reactionwas found for Ni/C, followed by: NiO/Nb$$_{2}$$O$$_{5}$$/C (8:1), NiO/Nb$$_{2}$$O$$_{5}$$/C (4:1). NiO/Nb$$_{2}$$O$$_{5}$$/C (2:1) whiles NiO/C has almost no activity for hydrazine oxidation. It was explained by oxygen defect of NiO in NiO/ Nb$$_{2}$$O$$_{5}$$/C from XAFS analysis. The selectivity hydrazine electrooxidation as measured by ammonia production resulted in observation that metallic Ni surface facilitates N-N bond breaking of hydrazine, which was confirmed by density functional theory (DFT) calculations.

論文

放射性気体廃棄物中の$$^{14}$$C捕集に用いる疎水性パラジウム触媒の酸化性能評価

上野 有美; 中川 雅博; 佐藤 淳也; 岩井 保則

保健物理, 51(1), p.7 - 11, 2016/03

https://doi.org/10.5453/jhps.51.7

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($$^{14}$$C)を$$^{14}$$CO$$_{2}$$へ酸化し捕集するため、酸化銅(CuO)触媒を600$$^{circ}$$C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$$^{14}$$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$$_{2}$$)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$$_{2}$$)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/Al$$_{2}$$O$$_{3}$$)触媒,パラジウム二酸化ジルコニウム(Pd/ZrO$$_{2}$$)触媒および親水性Pd/SiO$$_{2}$$触媒と比較を行った。その結果、疎水性Pd/SiO$$_{2}$$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$$_{2}$$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600$$^{circ}$$Cから300$$^{circ}$$C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。

報告書

ブチルアミン電解基礎試験; ブチルアミン溶媒洗浄剤に対応した電解条件の検討

亀井 一成; 宝徳 忍; 朝倉 俊英; 渡辺 眞樹男; 内山 軍蔵; 藤根 幸雄

JAERI-Research 2000-021, p.29 - 0, 2000/03

JAERI-Research-2000-021.pdf:1.37MB

日本原子力研究所において着手している再処理プロセス高度化研究の一項目として、ソルトフリー技術がある。この技術を適応した溶媒洗浄剤として、ブチルアミン化合物を用いた方法を、過去にプロセス安全研究室で開発した。今回、ブチルアミン洗浄剤開発の一環として、廃棄物発生量低減のための分解基礎試験を行った。分解には、有機物分解で開発実績があり、方法としては一般的かつ簡便である、銀酸化触媒を用いた電解法を検討した。この方法が、ブチルアミン電解に適応できる、硝酸濃度、銀触媒濃度、ブチルアミン濃度、電解電位及び温度の各条件を調査、検討し、電解時に発生する副生成物の有無を調査した。

論文

トリチウムの安全取扱い技術

佐伯 正克

NIRS-M-42, p.116 - 128, 1983/00

実験室規模でのトリチウムの取扱いにおいて注意すべき基礎的事柄のうち、次の4点を解説した。(1)トリチウムガス(T$$_{2}$$)の化学的組成変化:CH$$_{3}$$Tの生成およびHTからHTOへの変換について記述した。(2)実験装置材料の選択:材料の選択基準の基礎となる金属やセラミックス中でのトリチウムの拡散など、およびグローブ材におけるHTOの透過などについて解説した。(3)ウランゲッタ:トリチウムガス(HT,T$$_{2}$$,DT)を使用する際非常に有用であることを紹介した。(4)トリチウムの酸化回収:酸化触媒およびHTO捕集剤について記した。

報告書

核融合実験炉炉心燃料給排系の安全性解析

炉設計研究室

JAERI-M 7964, 161 Pages, 1978/12

JAERI-M-7964.pdf:4.52MB

トカマク型核融合実験炉炉心燃料給排系のトリチウム封入ならびに安全性の観点から、システム設計及び安全性解析を行った。トリチウムの環境放出量をできるだけ抑えるために3段階の封入システムを採用した。また、フォールトツリーならびにFMEAチャートを作成して第1次安全解析を実施した。第1次封入系は炉心燃料給排系構成機器および配管類であり、これらの機器類は充分なトリチウム漏洩防止対策を施した設計として2次封入系内に収納する。第2次封入系は希ガス雰囲気のグローブボックスに類似したものであり、70m$$^{3}$$/min処理量を有する雰囲気精製系を設備する。含有ガス処理系を収納する格納室、処理容量3m$$^{3}$$/minの格納室換気系および処理容量150m$$^{3}$$/minの緊急時格納室浄化系等から構成する。

口頭

再処理施設およびRI施設における排気中$$^{14}$$Cモニタリング; 最適な酸化触媒の開発および比較評価

上野 有美; 中川 雅博; 佐藤 淳也; 岩井 保則

no journal, , 

日本原子力研究開発機構の再処理施設およびRI施設では放射性気体廃棄物中の炭素14($$^{14}$$C)を$$^{14}$$CO$$_{2}$$へ酸化し捕集するため、触媒を500$$^{circ}$$C$$sim$$600$$^{circ}$$C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$$^{14}$$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$$_{2}$$)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$$_{2}$$)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/Al$$_{2}$$O$$_{3}$$)触媒, パラジウム二酸化ジルコニウム(Pd/ZrO$$_{2}$$)触媒および親水性Pd/SiO$$_{2}$$触媒と比較を行った。その結果、疎水性Pd/SiO$$_{2}$$触媒の酸化性能が最も優れていることが確認できた。現在使用している触媒を疎水性Pd/SiO$$_{2}$$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500$$^{circ}$$C$$sim$$600$$^{circ}$$Cから300$$^{circ}$$C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った。

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