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論文

Tritium accounting stability of a ZrCo bed with "In-bed" gas flowing calorimetry

林巧; 鈴木卓美; 山田正行; 西正孝

Fusion Science and Technology, 48(1), p.317 - 323, 2005/07

https://doi.org/10.13182/FST05-A935

被引用回数：10 パーセンタイル：55.83(Nuclear Science & Technology)

核融合炉燃料であるトリチウムの安全貯蔵とその効率的な計量の観点から、ZrCo金属間化合物を用いた通気式熱量計量方式による「その場」トリチウム計量機能付き貯蔵ベッドを開発し、計量精度: 1%のITERの要求性能を実証するとともに、試験的に実用に供して総合的実証を進めている。本ベッドは、一次容器内にZrCo金属間化合物700gを充填したもので、ZrCoT1.8として約25g-T2,約100Lの水素同位体ガスを貯蔵できる。また、ZrCoの一次容器内に螺旋状の配管を有し、この配管内部にHeガスを循環することにより、貯蔵したトリチウムの崩壊熱を循環Heの温度上昇として計測し、トリチウム貯蔵量を計量できる構造となっている。今回は、長期保管後の計量性能の確認のため、約13gの純トリチウムの7か月間の安定貯蔵、及び約5gのトリチウムを同量の重水素で希釈したガスの5年4か月間の安定貯蔵の前後にくり返し熱量計測を実施し、初期の計量性能と比較した。その結果、計測条件(一次容器内に蓄積する3Heガス圧など)を整えることにより、初期の計量感度(約0.2g)及び精度(約0.05g)を維持できること、などを確認し、現状までのトリチウム貯蔵においては計量性能の劣化はないことを確証した。

論文

Reversible disproportionation of ZrCo under high temperature and hydrogen pressure

小西哲之; 長崎正雅; 奥野健二

Journal of Nuclear Materials, 223, p.294 - 299, 1995/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(95)00007-0

被引用回数：104 パーセンタイル：99.09(Materials Science, Multidisciplinary)

金属間化合物ZrCoは室温付近で水素同位体を吸収する一方、400度付近で1気圧程度の圧力のガスを放出するため、金属ウランの代替物質としてトリチウムの回収貯蔵、供給に広く使われつつある。ZrCo水素化物中には加熱水素放出時にも僅かの水素が残留し、またそれが時として水素吸蔵容量の減少を伴う現象として進行する。X線分析の結果、通常の使用温度より高い450度以上の高温で、かつ水素化物の分解しない高水素圧下でZrCoHxがZrH $_{2}$ とZrCo $_{2}$ 相を生ずる2ZrCo+H $_{2}$ -ZrH $_{2}$ +ZrCo $_{2}$ の不均化反応が起こることが見い出された。この過程は可逆で、不均化反応で生成した物質は500度以上での数時間の真空排気によりほぼ完全にZrCoに戻る。この結果から、実用的にはZrCoの使用限界と、不均化反応が起きたときの再生法が得られる。

論文

Equilibrium hydrogen pressure on the solid solutions of ZrCo-HfCo intermetallic compounds

小西哲之; 長崎正雅; 林巧; 奥野健二

Journal of Nuclear Materials, 223, p.300 - 304, 1995/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(95)00006-2

被引用回数：23 パーセンタイル：87.68(Materials Science, Multidisciplinary)

金属間化合物ZrCoは室温付近で水素同位体を吸収する一方、400度付近で1気圧程度の圧力のガスを放出するため、金属ウランの代替物質としてトリチウムの回収、貯蔵供給に広く使われつつある。しかし長時間の加熱状態の想定されるような、トリチウムの供給に重点のある利用法では、トリチウム放出温度が若干低い方がトリチウム透過、グローブボックス熱負荷、不均価反応の防止のために望ましい。金属間化合物HfCoはZrCoと同一の結晶構造、極めて近い格子定数を持ち、ZrCoと固溶体を作ることが期待される一方、水素に対しては数桁高い平衡圧を示す。Hf、Zr、CoをZr $_{(1-x)}$ Hf $_{x}$ Co(0≦x≦0.5)の組成に混合溶解して生成した物質はX線分析では見かけ上単一相で、その組成-圧力等温線は単一の水素化物相を示す。平衡圧の温度依存はアレニウス表現でき、HfCo含有量により高圧側へ平行移動する。つまりこの貯蔵材は水素平衡圧を制御できる。

論文

Improvements in ZrCo based tritium storage media

小西哲之; 長崎正雅; 林巧; 奥野健二

Fusion Technology, 26(3), p.668 - 672, 1994/11

金属間化合物ZrCoはウランの代替物質としてトリチウムの回収,貯蔵,供給に広く使われつつあるが、時として加熱再生しても水素が残留し、吸蔵容量が減少する現象が発生する。X線分析の結果、これは比較的高温,高水素圧下でZrCoH $_{x}$ がZrH $_{2}$ とZrCo $_{2}$ 相を生ずる不均化反応と判明した。この過程は可逆で、不均化した物質は高温真空排気によりほぼ完全にZrCoに戻る。不均化は400度以下では極めて遅いためZrCo基の、より水素平衡圧の高い物質が合成できればこの問題を回避できる。HfCoはZrCoと同一の結晶構造、近い格子定数を持ちZrCoと固溶体を作ることが期待される一方、水素に対しては数桁高い平衡圧を示す。Hf,Zr,Coの混合溶解で生成した物質はX線分析の結果単一相を示し、その水素平衡圧の温度変化はHfCo含有量によりほぼ平行移動する。この結果は任意の水素平衡圧を持つ貯蔵材料を合成できる見通しを示唆する。

論文

Early experiments of JAERI fuel cleanup system at the tritium systems test assembly

小西啓之; 井上雅彦*; 林巧; 大平茂; 渡辺哲郎*; 奥野健二; 成瀬雄二; Barnes, J. W.*; Bartlit, J. R.*; Anderson, J. L.*

Fusion Engineering and Design, 18, p.33 - 37, 1991/00

https://doi.org/10.1016/0920-3796(91)90103-W

被引用回数：4 パーセンタイル：47.57(Nuclear Science & Technology)

TSTA用燃料ガス精製システム(J-FCU)は、原研がこれまでに試作開発したトリチウム用コンポーネント(パラジウム合金膜拡散器、触媒酸化反応器、コールドトラップ、固体電解質電解セル、ZrCoベッド等)を中心として構成するプラズマ排ガス処理装置であり、1990年3月に据付けを終了した。本報告は、装置の完成からホット試験開始までの間に実施したH $_{2}$ /D $_{2}$ /不純物系のコールド試験の結果に関するものである。本試験により、トリチウム実証試験に着手できるという結論を得た。