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(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】P2024156582
(43)【公開日】2024-11-06
(54)【発明の名称】トリチウム水濃縮装置
(51)【国際特許分類】
B01D 59/02 20060101AFI20241029BHJP
B01F 23/45 20220101ALI20241029BHJP
B01F 25/4314 20220101ALI20241029BHJP
B01F 35/90 20220101ALI20241029BHJP
【ＦＩ】
B01D59/02
B01F23/45
B01F25/4314
B01F35/90
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】書面
(21)【出願番号】P 2023079691
(22)【出願日】2023-04-24
(71)【出願人】
【識別番号】509346357
【氏名又は名称】島 安治
(72)【発明者】
【氏名】島 安治
【テーマコード（参考）】
4G035
4G037
【Ｆターム（参考）】
4G035AB37
4G035AC09
4G035AE13
4G035AE15
4G037CA04
4G037EA01
(57)【要約】
【課題】原子力施設で放射能原子を浄化した後の排水に含まれるトリチウム水を分離すること。
【解決手段】スタティックミキサーを挿入した金属管に通水し、外側を冷却して散在している分子を氷結させること。
【選択図】図２
【解決手段】スタティックミキサーを挿入した金属管に通水し、外側を冷却して散在している分子を氷結させること。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
軽水中に含まれるトリチウム水を、氷点が軽水の０℃より高い２．１℃に冷却して分離濃縮することを特徴とする装置。
【請求項2】
前項のために、金属円筒に均一混合させるためのスタティックミキサーを取り付けて通水し、円筒の外側に２．１℃の冷却水を流して円筒の内壁にトリチウム水を凍結させることを特徴とする装置。
【請求項3】
前項の円筒内壁に凍結させたトリチウム水を、円筒外側に５℃以上の軽水を流して溶解させ回収することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
原子力発電関連施設ではトリチウム水が発生する。
【背景技術】
【0002】
生産技術の基本の水処理には多様な治具が創られて居る。円筒菅内で混合するスタティックミキサーもその一つである。
【特許文献】
【0003】
【非特許文献1】スタティックミキサー総合カタログ（ノリタケカンパニーリミテド）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
通常浄化処理では分離採取できない超微量のトリチウム水分子を分離する。スタティックミキサーの優れた性能を活用し、管内通過液を均一に冷やして、散逸して居るトリチウム水分子を凍らせ、菅壁に凍結させること。
【課題を解決するための手段】
【0005】
金属管にスタティックミキサーを挿入し、外側を２．１℃に冷やす。
菅壁に凍結したトリチウム水分子を、外側を加熱して溶解させる。
菅壁に凍結したトリチウム水分子を、外側を加熱して溶解させる。
【発明の効果】
【0006】
軽水に散在して居るトリチウム水分子が菅壁に凍結して濃縮される。
重水分子の数は軽水分子の１万分の１、トリチウム水分子は原発汚染水でも更に極端に少ない。
菅壁に凍結したトリチウム水分子は、逆に加熱すると溶融して回収できる。
トリチウム原子の記号をＴ、重水素原子の記号をＤとすると、各分子の氷結温度は、ＴＴＯは４．４５℃、ＴＨＯは２．２３℃、ＤＤＯは３．８℃、ＤＨＯは１．９℃である。トリチウム水は殆どがＴＨＯである。処理水通過菅の冷却と加熱は必要だが、複雑な電気系は不要である。
重水分子の数は軽水分子の１万分の１、トリチウム水分子は原発汚染水でも更に極端に少ない。
菅壁に凍結したトリチウム水分子は、逆に加熱すると溶融して回収できる。
トリチウム原子の記号をＴ、重水素原子の記号をＤとすると、各分子の氷結温度は、ＴＴＯは４．４５℃、ＴＨＯは２．２３℃、ＤＤＯは３．８℃、ＤＨＯは１．９℃である。トリチウム水は殆どがＴＨＯである。処理水通過菅の冷却と加熱は必要だが、複雑な電気系は不要である。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【実施例0008】
▲１▼図１の捩じれ板片であるスタティックミキサーを、金属管に挿入して菅の外側を冷やす。
▲２▼図２がその装置である。福島第一原発のタンク保管水を濃縮する。
▲３▼濃縮装置の説明：直方体の前面の正方形面から濃縮菅に入水し、２ｍ先の反対面から出水する。
・内部には、スタティックミキサーが挿入された直径３０ｃｍ×長さ２ｍのステンレス製直管９本が組み込まれている。
・ステンレス製直管の外側には、初めに２．１℃の冷却水が流され、５℃以上の水道水が流されて氷結トリチウム水が回収される。
・濃縮装置全体は、断熱保温材で覆われている。
・タンク保管水を凍結濃縮後、菅壁から融解して流れ落ちるように、装置底を約３０度傾けて設置される。
・直方体の前面底近くから冷却水を入水し、後面の上から出水する。
・同様に、融解水を直方体前面底近くから入水し、後面上部から出水する。
▲４▼処理量の算定：処理水は２ｍ長さ直管を内部旋回して２分で通過する。
・１５ｃｍ×１５ｃｍ×３．１４×２００ｃｍ＝１４１，３００ｃｍ３～１４１Ｌ
からトリチウム水を除くために、５台装置を１年間稼働すれば良い。
・濃縮トリチウム水は、１５グラム弱である。
▲５▼トリチウム濃縮水は、放射能無害化の為に別途利用される。
▲２▼図２がその装置である。福島第一原発のタンク保管水を濃縮する。
▲３▼濃縮装置の説明：直方体の前面の正方形面から濃縮菅に入水し、２ｍ先の反対面から出水する。
・内部には、スタティックミキサーが挿入された直径３０ｃｍ×長さ２ｍのステンレス製直管９本が組み込まれている。
・ステンレス製直管の外側には、初めに２．１℃の冷却水が流され、５℃以上の水道水が流されて氷結トリチウム水が回収される。
・濃縮装置全体は、断熱保温材で覆われている。
・タンク保管水を凍結濃縮後、菅壁から融解して流れ落ちるように、装置底を約３０度傾けて設置される。
・直方体の前面底近くから冷却水を入水し、後面の上から出水する。
・同様に、融解水を直方体前面底近くから入水し、後面上部から出水する。
▲４▼処理量の算定：処理水は２ｍ長さ直管を内部旋回して２分で通過する。
・１５ｃｍ×１５ｃｍ×３．１４×２００ｃｍ＝１４１，３００ｃｍ３～１４１Ｌ
・濃縮トリチウム水は、１５グラム弱である。
▲５▼トリチウム濃縮水は、放射能無害化の為に別途利用される。
【産業上の利用可能性】
【0009】
トリチウム水分子を除けるので、原子力発電所だけでなく、再処理施設の排水処理にも利用できる。トリチウム水は、ウラン核分裂放射能の無害化に利用できる。
【図1】
【図2】
