機能
材料・素材の製造
洗浄・除去
環境・リサイクル対策
適用製品
核融合発電プラント、ブランケットモジュールの製造・再生設備、放射性金属の溶融・精錬設備、トリチウム回収設備、核融合炉の材料・燃料サイクル事業
目的
交換型の核融合炉では、放射化したブランケットモジュールが運転期間を通じて継続的に発生する。従来の溶融除染はクリアランスを目的とするため数十年の冷却保管を前提とし、使用済みモジュールの滞留や保管施設の拡大、タングステン等の希少元素やトリチウムの死蔵を招く。また、トリチウム除去・除染・保管・溶融を別工程で行うため、工程数とコストが増大する。本発明は、長期間の冷却保管によらずにモジュールの材料を再生し循環させるシステムおよび方法を提供することを目的とする。
効果
構造材を溶融する単一の工程で、トリチウムの脱離回収、長寿命放射性核種の生成源となるコバルト・ニオブ等の分離、再生金属材料の形成を併せて行えるため、工程数とコストを低減できる。再生材の供給先を放射線管理区域内の用途とすることでクリアランスのための冷却保管が不要となり、保管を要する放射化構造材の物量を従来の約六分の一（試算）に抑えられる。タングステン等の希少元素とトリチウムが資源として循環し、燃料と材料の自給性が高まる。
技術概要
本発明は、核融合炉から取り外されたブランケットモジュールを再生するシステムおよび方法である。溶解再生部は、モジュールの構造材を溶融して、材料中に残留するトリチウムを排ガス系統から回収するとともに、スラグ相への移行や真空蒸発等の精錬により、長寿命放射性核種の生成源となるコバルト、ニオブ等の元素を分離し、タングステン等の合金元素を保持したまま成分調整・鋳造して再生金属材料を形成する。供給部は、回収したトリチウムを核融合炉の燃料系統へ、再生金属材料を新たなモジュールの素材へ供給する。溶解再生部を放射線管理区域内に配置し、材料を区域外へ搬出せずに循環させる構成も可能である。さらに、液体増殖材を排出・回収して再利用する排液部、構造材が金属系かセラミック系かを判別して溶解再生と破砕回収に振り分ける判別部および分岐部、装荷位置・装荷期間・中性子照射量などの照射履歴と処理記録をモジュールごとに記録する履歴管理部を備える構成も可能である。再生金属材料は遮蔽体や構造部材の素材にも利用できる。
改善効果１
工程・コストの削減：構造材の溶融という一つの工程で、トリチウムの脱離回収、長寿命放射性核種の生成源となる元素の分離、再生金属材料の形成を併せて行えるため、加熱脱離処理や冷却保管を別工程で行う必要がなくなり、取り外しから再生までの工程数と期間を大幅に短縮できる。
改善効果２
保管物量の低減：再生材を放射線管理区域内の用途に限って循環させることでクリアランスのための冷却保管が不要となり、試算では施設内に保管を要する放射化構造材が従来の約六分の一に減り、運転期間を通じて増え続けることがない。
改善効果３
資源の循環：構造材に含まれるタングステン、タンタル等の希少な合金元素を溶融金属中に保持したまま再利用でき、構造材に残留していたトリチウムも回収して燃料として再供給できるため、核融合炉の材料と燃料の自給性が高まる。
アピール内容
核融合炉の実用化に向けて避けて通れないのが、放射化した使用済みブランケットの処理です。交換型の炉では使用済みモジュールが数年ごとに発生し続けますが、従来の溶融除染は一般社会での再利用（クリアランス）を目的とするため数十年の冷却保管が前提となり、保管物が増え続けてしまいます。
本特許は、再生した材料の行き先を「新しいブランケットモジュール」、つまり放射線管理区域の内側に限定するという発想で、この冷却保管そのものを不要にしました。
【技術の特徴】
・構造材を溶かす一つの工程で、トリチウムの回収、長寿命核種のもとになるコバルト・ニオブ等の除去、再生材の鋳造をまとめて行います。
・回収したトリチウムは燃料に、再生材は新しいモジュールの素材に戻り、タングステン等の希少元素も循環します。
・再生を重ねるごとに長寿命核種のもとが減り、放射化しにくい材料に近づいていきます。
・試算では、施設内に保管が必要な放射化構造材が従来の約六分の一に減り、運転期間を通じて増えません。
・材料の判別・振り分け（金属系は溶解再生、セラミック系は破砕回収）、液体増殖材の回収・再利用、モジュールごとの照射履歴の管理も権利範囲に含まれます。
【想定される活用先】
・核融合炉の開発・建設を進める企業、研究機関
・ブランケットなど炉内機器のメーカー
・放射性金属の溶融・精錬、トリチウム処理の技術を持つ企業
モジュールを炉を止めずに交換できる当社の交換型核融合炉（特許第７９１０８３１号、開放特許に掲載中）と組み合わせると、交換から再生・再利用までの運用が一貫します。実施許諾・譲渡・共同開発のご相談を歓迎します。
特許権実施許諾：
可
実施権条件：
通常実施権を基本とし、独占的実施権や、対象施設・用途を限定した許諾についても協議に応じます。対価（一時金・ランニングロイヤリティ）は実施規模に応じて応相談とします。共同開発のご相談も歓迎します。
基本情報
開放特許情報
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登録者情報
その他の情報
