나가오카 기술과학대학, 간사이학원대학, 우츠노미야대학, 다이하츠공업, 어드밴엔지, 일본원자력 연구개발기구 등의 연구그룹은 후쿠시마 제XNUMX 원자력발전소의 폐로에 따른 연료 파편 등의 방사성폐기물 를 대상으로 보관용기의 장기간에 걸친 수소안전의 확보와 수소안전기술 향상을 위해 보관용기 내에 축적되는 수소의 농도를 저감하는 기술의 개발에 목표를 세웠다.
이번 프로젝트에서는 고성능 2종류의 수소 재결합 촉매(PAR)의 제조 기술을 개발했다.하나는, 자동차 촉매를 응용한, 실용성이 높은 「허니컴형 수소 안전 촉매」.이것은 외부로부터의 전력 공급없이 생성 된 수소와 산소를 용기에서 안전한 물로 되돌릴 수 있습니다.
다른 하나는 백금 귀금속을 담지한 알루미나의 미립자를 구형의 알루미나 모재의 표면에 코팅한 구상 촉매.이것은 종래의 촉매에 비해 단위 체적당 수소 처리 능력이 높고, 촉매의 개수에 따라 수소 처리 능력의 조절이 용이하고, 용기 내의 연료 파편 등의 하중량에 따라 효율적인 이용이 가능 된다.
또한, PAR에 의한 수소 처리 기술을 확립하기 위해서는, 연료 파편 보관 용기 내에 PAR을 설치하여 수소 거동을 실험적으로 평가할 필요가 있다.이 때문에 모의 용기를 제작하고 일련의 실험을 실시하여 PAR 성능에 영향을 미치는 다양한 요인을 밝혀 수소 처리 기술의 확립을 목표로 할 수 있었다.
또한, 연료 파편 보관 용기 내의 자연 대류에 의한 열과 물질의 이동 현상을 시뮬레이션하기 위해 모델을 구축했다.또, 용기 내의 수소 재결합 반응에 의한 수소 농도의 저감 거동의 해명을 위해, 수소의 비정상 농도 거동의 예측 평가에 필요한 자연 대류 모델과 수소와 산소의 결합 반응을 예측하는 촉매 반응 모델을 구축 그리고 그 시뮬레이션 기법을 개발했다.
주: 원자로 사고로 용융한 연료 등이 식어 굳어진 것.
