ホーム > 特許ランキング > 国立大学法人大阪大学
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ 国立大学法人大阪大学の特許一覧 ▶ 国立大学法人富山大学の特許一覧 ▶ 国立大学法人福井大学の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024103354
(43)【公開日】2024-08-01
(54)【発明の名称】トリチウム含有水からのトリチウム分離方法
(51)【国際特許分類】
G21F 9/06 20060101AFI20240725BHJP
B01D 59/02 20060101ALI20240725BHJP
B01D 59/34 20060101ALI20240725BHJP
【ＦＩ】
G21F9/06 591
B01D59/02
B01D59/34 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023007638
(22)【出願日】2023-01-20
(71)【出願人】
【識別番号】504176911
【氏名又は名称】国立大学法人大阪大学
(71)【出願人】
【識別番号】305060567
【氏名又は名称】国立大学法人富山大学
(71)【出願人】
【識別番号】504145320
【氏名又は名称】国立大学法人福井大学
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】山ノ井 航平
(72)【発明者】
【氏名】猿倉 信彦
(72)【発明者】
【氏名】波多野 雄治
(72)【発明者】
【氏名】小林 かおり
(72)【発明者】
【氏名】谷 正彦
(72)【発明者】
【氏名】古屋 岳
(57)【要約】
【課題】トリチウム含有水から選択的にトリチウム原子を分離するトリチウム分離方法を実現する。
【解決手段】本発明の一態様に係るトリチウム分離方法は、トリチウム水（ＨＴＯ分子）における酸素－トリチウム結合（Ｏ－Ｔ結合）の振動を励起する波長範囲の光、および振動が励起された酸素－トリチウム結合を切断する波長範囲の紫外線を、トリチウム含有水に照射することにより、前記酸素－トリチウム結合を切断してトリチウム原子（Ｔ）を分離する分離工程を含む。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の一態様に係るトリチウム分離方法は、トリチウム水（ＨＴＯ分子）における酸素－トリチウム結合（Ｏ－Ｔ結合）の振動を励起する波長範囲の光、および振動が励起された酸素－トリチウム結合を切断する波長範囲の紫外線を、トリチウム含有水に照射することにより、前記酸素－トリチウム結合を切断してトリチウム原子（Ｔ）を分離する分離工程を含む。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
トリチウム水（ＨＴＯ分子）における酸素－トリチウム結合（Ｏ－Ｔ結合）の振動を励起する波長範囲の光、および振動が励起された酸素－トリチウム結合を切断する波長範囲の紫外線を、トリチウム含有水に照射することにより、前記酸素－トリチウム結合を切断してトリチウム原子（Ｔ）を分離する分離工程を含む、
トリチウム分離方法。
トリチウム分離方法。
【請求項2】
前記光の波長範囲が、２４３９ｎｍ～２８５７ｎｍ、４０００ｎｍ～５０００ｎｍ、６２５０ｎｍ～９０９０ｎｍ、２１５６ｎｍ～２２５３ｎｍ、または１６３６ｎｍ～１６９２ｎｍのいずれかである、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記紫外線が、酸素－水素結合（Ｏ－Ｈ結合）を切断しない波長範囲である、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記紫外線の波長範囲が、２００ｎｍ～２５０ｎｍである、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
酸素－トリチウム結合（Ｏ－Ｔ結合）の振動を励起する波長範囲の前記光は、パルスレーザである、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記紫外線は、パルスレーザである、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記トリチウム含有水は有機化合物を含み、当該有機化合物に含まれる水素原子と、前記分離工程において得られたトリチウム原子とを反応させ、水素分子状トリチウム（ＨＴ）を生成する生成工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記有機化合物が、アルコールおよび／またはフロン系のガスである、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記生成工程において得られた水素分子状トリチウム（ＨＴ）を含むトリチウム含有水を気化させた後、液化または固化させることにより、前記トリチウム含有水から水素分子状トリチウムを回収する回収工程をさらに含む、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トリチウム含有水からのトリチウム分離方法に関する。
【背景技術】
【0002】
福島第一原子力発電所等では、使用した冷却水は多核種除去施設（ＡＬＰＳ）に移され、冷却水からトリチウム以外が除去され、トリチウムを含有する処理水として貯蔵されている。前記処理水からトリチウムを分離する技術としては、例えば「低トリチウム濃度の大量トリチウム含有水」を「高トリチウム濃度の少量トリチウム含有水」に減容する技術がある。
【0003】
非特許文献１には、ＨＤＯ分子（重水素分子）からＤ（重水素原子）を分離（解離）させる方法が記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】H. Akagi et. al.，“Selective OD bond dissociation of HOD: Photodissociation of vibrationally excited HOD in the 5v OD state”, J. Chem. Phys. 123, 184305(2005)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記の技術では、トリチウム含有水から選択的にトリチウム原子を分離することができない。結果的に、最終的に数十～数百ｍ３程度の大量の高トリチウム濃度のトリチウム含有水が残るという問題がある。
【0006】
そこで、本発明の一態様は、トリチウム含有水から選択的にトリチウム原子を分離するトリチウム分離方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るトリチウム分離方法は、トリチウム水（ＨＴＯ分子）における酸素－トリチウム結合（Ｏ－Ｔ結合）の振動（伸縮振動および／または変角振動）を励起する波長範囲の光、および振動（伸縮振動および／または変角振動）が励起された酸素－トリチウム結合を切断する波長範囲の紫外線を、トリチウム含有水に照射することにより、前記酸素－トリチウム結合を切断してトリチウム原子（Ｔ）を分離する分離工程を含む。
【発明の効果】
【0008】
本発明の一態様によれば、トリチウム含有水から選択的にトリチウム原子を分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施の形態の一例について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「Ａ～Ｂ」は、「Ａ以上、Ｂ以下」を意味する。また、本明細書中に記載された文献の全てが、本明細書中において参考文献として援用される。
【0011】
本願明細書において、「トリチウム水」は「ＨＴＯ分子」を指し、「トリチウム含有水」は「トリチウムが含まれる水」を指す。ここで、処理対象（処理前）のトリチウム含有水に含まれるトリチウムの多くは、ＨＴＯ分子として存在する。処理過程におけるトリチウム含有水に含まれるトリチウムは、トリチウム原子（Ｔ）、ＨＴＯ分子、Ｔを含む化合物、および／または、水素分子状トリチウム（ＨＴ）として存在し得る。
【0012】
〔１．トリチウム分離方法〕
〔１－１．本発明の概要〕
上述したように、福島第一原子力発電所では、使用した冷却水は多核種除去施設（ＡＬＰＳ）においてトリチウム以外が除去され、トリチウムを含有する処理水として約１３０万トンが貯蔵されている。前記処理水からトリチウムを分離する技術としては、「低トリチウム濃度の大量トリチウム含有水」を「高トリチウム濃度の少量トリチウム含有水」に減容する技術が知られている。このような技術では、トリチウム含有水から選択的にトリチウム原子を分離することができない。結果的に、数十～数百ｍ３程度という大量の高トリチウム濃度のトリチウム含有水が残るという問題がある。高トリチウム濃度のトリチウム含有水は、トリチウム自身が持つ放射線で酸素と水素に分解され、水素爆発が起きる危険性がある。さらには、放射線によりラジカルが発生し、容器が腐食する危険性がある。したがって、高トリチウム濃度のトリチウム含有水は、慎重でかつ厳重な管理が求められる。そのため、トリチウム含有水から選択的にトリチウム原子を分離する方法が望まれていた。
〔１－１．本発明の概要〕
上述したように、福島第一原子力発電所では、使用した冷却水は多核種除去施設（ＡＬＰＳ）においてトリチウム以外が除去され、トリチウムを含有する処理水として約１３０万トンが貯蔵されている。前記処理水からトリチウムを分離する技術としては、「低トリチウム濃度の大量トリチウム含有水」を「高トリチウム濃度の少量トリチウム含有水」に減容する技術が知られている。このような技術では、トリチウム含有水から選択的にトリチウム原子を分離することができない。結果的に、数十～数百ｍ３程度という大量の高トリチウム濃度のトリチウム含有水が残るという問題がある。高トリチウム濃度のトリチウム含有水は、トリチウム自身が持つ放射線で酸素と水素に分解され、水素爆発が起きる危険性がある。さらには、放射線によりラジカルが発生し、容器が腐食する危険性がある。したがって、高トリチウム濃度のトリチウム含有水は、慎重でかつ厳重な管理が求められる。そのため、トリチウム含有水から選択的にトリチウム原子を分離する方法が望まれていた。
【0013】
そこで、本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、酸素－トリチウム結合（Ｏ－Ｔ結合）の振動（伸縮振動および／または変角振動）を励起する波長範囲の光、および振動（伸縮振動および／または変角振動）が励起された酸素－トリチウム結合を切断する波長範囲の紫外線に着目した。そして、酸素－トリチウム結合（Ｏ－Ｔ結合）の振動（伸縮振動および／または変角振動）を励起する波長範囲の光をトリチウム含有水に照射することにより、Ｏ－Ｔ結合の振動（伸縮振動および／または変角振動）を励起させ、振動（伸縮振動および／または変角振動）が励起されたＯ－Ｔ結合を切断する波長範囲の紫外線を照射することにより、電子励起が起こり、Ｏ－Ｔ結合が選択的に切断されることを見出した。これにより、ＨＴＯ分子からトリチウム原子（Ｔ）を選択的に分離することが可能となる。非特許文献１には、水素原子より中性子が１個多い重水素に関して、減圧下で重水素原子を選択的に分離できることが開示されている。また、この場合の分離係数は（Ｄ－ＯＨ）／（Ｈ－ＯＤ）＞１２であることが明らかとなっている。
【0014】
本発明の一実施形態に係るトリチウム含有水からのトリチウム分離方法の一例の概略を、図１を用いて説明する。図１の分離工程において示すように、酸素－トリチウム結合（Ｏ－Ｔ結合）の振動（伸縮振動および／または変角振動）を励起する波長範囲の光をＨＴＯ分子に照射することにより、Ｏ－Ｔ結合を選択的に振動励起させることができる。Ｏ－Ｔ結合の振動（伸縮振動および／または変角振動）が励起されることにより、ＨＴＯ分子におけるＯ－Ｈ結合を切断可能な紫外線の波長と、Ｏ－Ｔ結合を切断可能な紫外線の波長との差が、励起前より大きくなる。そのため、振動（伸縮振動および／または変角振動）が励起されたＯ－Ｔ結合を切断する波長範囲の紫外線は、Ｏ－Ｈ結合（酸素－水素結合）をほとんど切断しない。それゆえ、振動（伸縮振動および／または変角振動）が励起されたＯ－Ｔ結合を切断する波長範囲の紫外線を照射することにより、Ｏ－Ｔ結合が選択的に切断され、ＨＴＯ分子からトリチウム原子（Ｔ）が選択的に分離（解離）される。互いに分離したトリチウム原子およびＯＨは、ラジカルとしてトリチウム含有水の中に存在する。
【0015】
次いで、図１の生成工程において示すように、分離工程において得られたトリチウム原子（ラジカル）がトリチウム含有水の中の有機化合物に含まれる水素原子と反応することにより、水素分子状のトリチウム（ＨＴ）が含まれるトリチウム含有水が得られる。
【0016】
その後、図１の回収工程において示すように、生成工程において得られたトリチウム含有水を例えば、コールドトラップに導入することにより、トリチウム含有水から水素分子状トリチウム（ＨＴ）が回収される。
【0017】
また、図２は、本発明の一実施形態に係るトリチウム含有水からのトリチウム分離方法の一例のフローを示す。図２に示すように、有機化合物を含むトリチウム含有水を分離工程に供することにより、トリチウム原子を含むトリチウム含有水が得られる。次いで、分離工程を経たトリチウム含有水を生成工程に供することにより、水素分子状トリチウムを含むトリチウム含有水が得られる。その後、生成工程を経たトリチウム含有水を回収工程に供することにより、トリチウム含有水から水素分子状トリチウムが得られる。
【0018】
〔１－２．分離工程〕
本発明の一態様に係るトリチウム分離方法は、トリチウム水（ＨＴＯ分子）における酸素－トリチウム結合（Ｏ－Ｔ結合）の振動（伸縮振動および／または変角振動）を励起する波長範囲の光（本願明細書では、第１光とも称する）、および振動（伸縮振動および／または変角振動）が励起された酸素－トリチウム結合を切断する波長範囲の紫外線（本願明細書では、第２光とも称する）を、トリチウム含有水に照射することにより、前記酸素－トリチウム結合を切断してトリチウム原子（Ｔ）を分離する分離工程を含む。
本発明の一態様に係るトリチウム分離方法は、トリチウム水（ＨＴＯ分子）における酸素－トリチウム結合（Ｏ－Ｔ結合）の振動（伸縮振動および／または変角振動）を励起する波長範囲の光（本願明細書では、第１光とも称する）、および振動（伸縮振動および／または変角振動）が励起された酸素－トリチウム結合を切断する波長範囲の紫外線（本願明細書では、第２光とも称する）を、トリチウム含有水に照射することにより、前記酸素－トリチウム結合を切断してトリチウム原子（Ｔ）を分離する分離工程を含む。
【0019】
分離工程において、処理対象のトリチウム含有水に、生成工程で用いる有機化合物をあらかじめ加えておいてもよい。ＨＴＯ分子を含むトリチウム含有水に、第１光を照射する。また、トリチウム含有水に、第１光と実質的に同時に第２光を照射する。第１光および第２光は、同じ領域（共通の領域）に実質的に同時に照射される。トリチウム含有水は液体状態であることが好ましい。
【0020】
第１光は、Ｏ－Ｔ結合の振動（伸縮振動および／または変角振動）を励起する波長範囲の光であれば特に限定されないが、例えば赤外線または赤色～黄色の可視光である。具体的には、第１光の波長範囲は、２４３９ｎｍ～２８５７ｎｍ、４０００ｎｍ～５０００ｎｍ、６２５０ｎｍ～９０９０ｎｍ、２１５６ｎｍ～２２５３ｎｍ、または１６３６ｎｍ～１６９２ｎｍ（それぞれ、波数範囲は、３５００ｃｍ－１～４１００ｃｍ－１、２０００ｃｍ－１～２５００ｃｍ－１、１１００ｃｍ－１～１６００ｃｍ－１、４４３８ｃｍ－１～４６３８ｃｍ－１、５９１０ｃｍ－１～６１１２ｃｍ－１）であってもよい。第１光の波長範囲は、上記以外に例えば、５３０ｎｍ～８４０ｎｍであってもよい。
【0021】
上記の波長範囲のうち、トリチウム含有水に含まれるＨ２Ｏ、ＨＤＯ、アルコール、およびフロンガスに吸収されない（吸収されにくい）観点から、第１光の波長範囲は４１６７ｎｍ～４５４６ｎｍ、２１５６ｎｍ～２２５３ｎｍ、または１６３６ｎｍ～１６９２ｎｍであることが好ましい。
【0022】
振動（伸縮振動および／または変角振動）のエネルギー準位の一般式、ＨＴＯ分子における振動（伸縮振動および／または変角振動）のエネルギー準位、および、ＨＴＯ分子における振動遷移のエネルギーは下記式で表される。なお、下記式で表されるパラメータは、摂動による影響は考慮していない。
【0023】
【数1】
【0024】
ここで、ωｉは基準振動の振動数、νｉは対応する振動量子数、ｘｉｋは非調和定数である。ωｉおよびｘｉｋについては実験から既知である。
例えば、（ν１，ν２，ν３，＝０，１，０）では、振動遷移に対応する第１光の波長は約７５０５ｎｍになる。
例えば、（ν１，ν２，ν３，＝２，６，０）では、振動遷移に対応する第１光の波長は約８３４ｎｍになる。
例えば、（ν１，ν２，ν３，＝２，２，２）では、振動遷移に対応する第１光の波長は約７０１ｎｍになる。
例えば、（ν１，ν２，ν３，＝０，１３，１）では、振動遷移に対応する第１光の波長は約５３０ｎｍになる。
例えば、（ν１，ν２，ν３，＝０，１，０）では、振動遷移に対応する第１光の波長は約７５０５ｎｍになる。
例えば、（ν１，ν２，ν３，＝２，６，０）では、振動遷移に対応する第１光の波長は約８３４ｎｍになる。
例えば、（ν１，ν２，ν３，＝２，２，２）では、振動遷移に対応する第１光の波長は約７０１ｎｍになる。
例えば、（ν１，ν２，ν３，＝０，１３，１）では、振動遷移に対応する第１光の波長は約５３０ｎｍになる。
【0025】
種々の振動量子数の振動遷移に対応する第１光の波長（ｎｍ）の例を下記表に示す。
【0026】
【表1】
【0027】
図３は、振動遷移に対応する第１光の波数（ｃｍ－１）（横軸）と吸収強度（ｃｍ２／分子）（縦軸）とを示す図である。図３は、上記表の一部の波長範囲について示す。図３に示すように、前記波長範囲の光はＯ－Ｔ結合に吸収されるため、Ｏ－Ｔ結合の選択的振動励起を生じさせる。第１光は、上記表に記載の波長の光を含むことが好ましい。ここで、図３は、Ｏ－Ｔ結合において吸収強度が高くなる光の波長範囲の一例を示すことを意図しており、図３に示す吸収強度は近似値である。
【0028】
トリチウム含有水には、軽水分子（Ｈ２Ｏ）、重水素分子（ＨＤＯ）、およびＨＴＯ分子が含まれる。そのため、効率よくトリチウムを分離するためには、Ｏ－Ｈ結合およびＯ－Ｄ結合には吸収されず、Ｏ－Ｔ結合のみに吸収される（振動（伸縮振動および／または変角振動）を励起する）光を第１光および第２光として使用することが好ましい。この効率性の観点から、上記の波長範囲の光が好ましい。また、第１光および第２光は、トリチウム含有水の中の有機化合物にも吸収されない波長の光であることが好ましい。
【0029】
第１光の光源としてはＬＥＤ（発光ダイオード）またはレーザ光源等の任意の光源を用いることができる。第１光の照射方法は特に限定されないが、紫外線照射との兼ね合いの観点から当該第１光がパルスレーザであることが好ましい。
【0030】
第２光の波長範囲は、振動（伸縮振動および／または変角振動）が励起された酸素－トリチウム結合を切断する波長範囲であれば特に限定されないが、２００ｎｍ～２５０ｎｍであることが好ましい。前記のような波長範囲であれば、Ｏ－Ｈ結合およびＯ－Ｄ結合には吸収されず（切断せず）、Ｏ－Ｔ結合のみに吸収されるため、効率よくＯ－Ｔ結合の電子励起を生じさせてＯ－Ｔ結合を切断し、トリチウム原子を分離できるため好ましい。
【0031】
第２光の照射方法は特に限定されないが、第２光（紫外線）がパルスレーザであることが好ましい。第２光の照射は、振動（伸縮振動および／または変角振動）が励起された酸素－トリチウム結合を切断できるタイミングであれば特に限定されない。ただし、Ｏ－Ｔ結合の振動励起の緩和時間は１μｓより小さい。そのため、第２光の照射は、Ｏ－Ｔ結合の緩和時間の観点から、第１光と同時に照射することが好ましい。第１光の照射開始から、遅くとも第１光の照射終了後１μｓ経過するまでの間に、第２光を照射することが好ましい。
【0032】
〔１－３．生成工程〕
本発明の一態様に係るトリチウム分離方法は、上記の分離工程において得られたトリチウム原子と、水素原子とを反応させ、水素分子状トリチウム（ＨＴ）を生成する生成工程を含んでいてもよい。前記水素原子は、有機化合物に由来する水素原子であってもよい。前記有機化合物としては、トリチウム原子に水素原子を供給できる有機化合物であれば特に限定されないが、例えば、アルコールおよび／または水素原子を含むフロン系のガス（常温常圧で気体）を使用することができる。アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ホルムアルデヒド等が挙げられる。水素原子を含むフロン系のガスとしては例えば、Ｃ２Ｈ３Ｆ２、Ｃ２Ｈ４Ｆ２、Ｃ２Ｈ３Ｆ２、Ｃ２Ｈ３Ｆ、等が挙げられる。
本発明の一態様に係るトリチウム分離方法は、上記の分離工程において得られたトリチウム原子と、水素原子とを反応させ、水素分子状トリチウム（ＨＴ）を生成する生成工程を含んでいてもよい。前記水素原子は、有機化合物に由来する水素原子であってもよい。前記有機化合物としては、トリチウム原子に水素原子を供給できる有機化合物であれば特に限定されないが、例えば、アルコールおよび／または水素原子を含むフロン系のガス（常温常圧で気体）を使用することができる。アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ホルムアルデヒド等が挙げられる。水素原子を含むフロン系のガスとしては例えば、Ｃ２Ｈ３Ｆ２、Ｃ２Ｈ４Ｆ２、Ｃ２Ｈ３Ｆ２、Ｃ２Ｈ３Ｆ、等が挙げられる。
【0033】
これらの有機化合物を添加するタイミングは特に限定されず、例えば、第１光、および第２光を照射する前のトリチウム含有水にあらかじめ添加してもよい。こうすることで、第１光および第２光の照射によって分離したトリチウム原子（ラジカル）が、同じく生じたＯＨラジカルと再結合する前に、トリチウム含有水に含まれる有機化合物の水素原子と反応しやすくなる。トリチウム含有水における有機化合物のモル濃度は、ＨＴＯ分子のモル濃度より大きいことが好ましい。
【0034】
〔１－４．回収工程〕
本発明の一態様に係るトリチウム分離方法は、上記の生成工程において得られた水素分子状トリチウム（ＨＴ）を含むトリチウム含有水から、水素分子状トリチウム（ＨＴ）を回収する回収工程をさらに含んでいてもよい。トリチウム含有水から水素分子状トリチウム（ＨＴ）を回収する方法は特に限定されないが、例えば、トリチウム含有水をコールドトラップに導入することにより、水素分子状トリチウム（ＨＴ）のみを回収することができる。例えば、トリチウム含有水を加熱または減圧することにより気化させ、その後冷却または加圧することにより水および有機化合物を液化または固化させる。これにより、沸点が超低温である水素分子状トリチウム（ＨＴ）のみを回収することができる。水素分子状トリチウム（ＨＴ）は、例えば水素吸蔵合金などに吸収させて保管することができる。そのため、トリチウムを保管するために必要な容積を低減することができる。
本発明の一態様に係るトリチウム分離方法は、上記の生成工程において得られた水素分子状トリチウム（ＨＴ）を含むトリチウム含有水から、水素分子状トリチウム（ＨＴ）を回収する回収工程をさらに含んでいてもよい。トリチウム含有水から水素分子状トリチウム（ＨＴ）を回収する方法は特に限定されないが、例えば、トリチウム含有水をコールドトラップに導入することにより、水素分子状トリチウム（ＨＴ）のみを回収することができる。例えば、トリチウム含有水を加熱または減圧することにより気化させ、その後冷却または加圧することにより水および有機化合物を液化または固化させる。これにより、沸点が超低温である水素分子状トリチウム（ＨＴ）のみを回収することができる。水素分子状トリチウム（ＨＴ）は、例えば水素吸蔵合金などに吸収させて保管することができる。そのため、トリチウムを保管するために必要な容積を低減することができる。
【0035】
分離工程におけるトリチウムの分離係数は、１２以上であると考えられる。それゆえ、原子力発電所で生じるトリチウム含有水に対して本発明の一態様に係るトリチウム分離方法を適用すると、例えば、トリチウム含有水全量の３２％が処理により無くなった場合、残りのトリチウム含有水（すなわち、処理前のトリチウム含有水全量の６８％）のトリチウム濃度を１／１００以下に低減することができる。
【0036】
なお、分離工程において分離したトリチウム原子を、別の用途に用いてもよい。例えば、トリチウム原子を特定の有機化合物と反応させることで、トリチウムを含む有機化合物を生成してもよい。
【0037】
〔２．まとめ〕
本発明の一実施形態には、下記の構成が含まれている。
＜１＞トリチウム水（ＨＴＯ分子）における酸素－トリチウム結合（Ｏ－Ｔ結合）の振動を励起する波長範囲の光、および振動が励起された酸素－トリチウム結合を切断する波長範囲の紫外線を、トリチウム含有水に照射することにより、前記酸素－トリチウム結合を切断してトリチウム原子（Ｔ）を分離する分離工程を含む、
トリチウム分離方法。
＜２＞前記光の波長範囲が、２４３９ｎｍ～２８５７ｎｍ、４０００ｎｍ～５０００ｎｍ、６２５０ｎｍ～９０９０ｎｍ、２１５６ｎｍ～２２５３ｎｍ、または１６３６ｎｍ～１６９２ｎｍのいずれかである、＜１＞に記載の方法。
＜３＞前記紫外線が、酸素－水素結合（Ｏ－Ｈ結合）を切断しない波長範囲である、＜１＞または＜２＞に記載の方法。
＜４＞前記紫外線の波長範囲が、２００ｎｍ～２５０ｎｍである、＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の方法。
＜５＞酸素－トリチウム結合（Ｏ－Ｔ結合）の振動を励起する波長範囲の前記光は、パルスレーザである、＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の方法。
＜６＞前記紫外線は、パルスレーザである、＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載の方法。
＜７＞前記トリチウム含有水は有機化合物を含み、当該有機化合物に含まれる水素原子と、前記分離工程において得られたトリチウム原子とを反応させ、水素分子状トリチウム（ＨＴ）を生成する生成工程をさらに含む、＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載の方法。
＜８＞前記有機化合物が、アルコールおよび／またはフロン系のガスである、＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載の方法。
＜９＞前記生成工程において得られた水素分子状トリチウム（ＨＴ）を含むトリチウム含有水を気化させた後、液化または固化させることにより、前記トリチウム含有水から水素分子状トリチウムを回収する回収工程をさらに含む、＜１＞～＜８＞のいずれか１つに記載の方法。
本発明の一実施形態には、下記の構成が含まれている。
＜１＞トリチウム水（ＨＴＯ分子）における酸素－トリチウム結合（Ｏ－Ｔ結合）の振動を励起する波長範囲の光、および振動が励起された酸素－トリチウム結合を切断する波長範囲の紫外線を、トリチウム含有水に照射することにより、前記酸素－トリチウム結合を切断してトリチウム原子（Ｔ）を分離する分離工程を含む、
トリチウム分離方法。
＜２＞前記光の波長範囲が、２４３９ｎｍ～２８５７ｎｍ、４０００ｎｍ～５０００ｎｍ、６２５０ｎｍ～９０９０ｎｍ、２１５６ｎｍ～２２５３ｎｍ、または１６３６ｎｍ～１６９２ｎｍのいずれかである、＜１＞に記載の方法。
＜３＞前記紫外線が、酸素－水素結合（Ｏ－Ｈ結合）を切断しない波長範囲である、＜１＞または＜２＞に記載の方法。
＜４＞前記紫外線の波長範囲が、２００ｎｍ～２５０ｎｍである、＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の方法。
＜５＞酸素－トリチウム結合（Ｏ－Ｔ結合）の振動を励起する波長範囲の前記光は、パルスレーザである、＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の方法。
＜６＞前記紫外線は、パルスレーザである、＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載の方法。
＜７＞前記トリチウム含有水は有機化合物を含み、当該有機化合物に含まれる水素原子と、前記分離工程において得られたトリチウム原子とを反応させ、水素分子状トリチウム（ＨＴ）を生成する生成工程をさらに含む、＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載の方法。
＜８＞前記有機化合物が、アルコールおよび／またはフロン系のガスである、＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載の方法。
＜９＞前記生成工程において得られた水素分子状トリチウム（ＨＴ）を含むトリチウム含有水を気化させた後、液化または固化させることにより、前記トリチウム含有水から水素分子状トリチウムを回収する回収工程をさらに含む、＜１＞～＜８＞のいずれか１つに記載の方法。
【産業上の利用可能性】
【0038】
本発明は、トリチウム含有水から選択的にトリチウム原子を分離する方法に利用することができる。
【図1】
【図2】
【図3】