原子力発電 汚染水のトリチウムの処理方法 融点の違いを利用して除去する技術はあるが コストが合うかど

原子力発電 汚染水のトリチウムの処理方法　融点の違いを利用して除去する技術はあるが コストが合うかどうか が課題というニュースを読みました

ジャーナリストの 須田が述べたものです

もう少し 解説 くださると助かります

No.2 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2023/08/21 15:33

＞融点の違いを利用して除去する技術はある

トリチウムとは「三重水素」のことであり、
・通常の水素（H）の原子核が陽子１個（中性子なし）
であるのに対して、
・二重水素（デューテリウム：D）：原子核が「陽子１個 + 中性子１個」
・三重水素（トリチウム：T）：原子核が「陽子１個 + 中性子２個」
という違いがあります。

軌道電子はいずれも「１個」なので、外から見た化学的な性質は全く同一であり区別がつきません。
区別がつかないということは、「分離、分割」もできないということです。

ただし、原子核の「質量」が異なることから、温度に対する原子・分子の「運動エネルギー」が異なることになり、液体・固体に相転移する温度がわずかに異なるようです。

通常の水（H2O）の融点：0℃
重水（D2O）の融点：3.81℃
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%87%8D%E6%B0%B4
トリチウム水（T2O）の融点：9℃
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%88%E3%83%AA …

資料によって温度に差があるのは、
「水分子 H2O の２個のHの両方がトリチウムに置き換わったもの：T2O」
「水分子 H2O の２個のHのうちの一方だけがトリチウムに置き換わったもの：THO」
の違いなのかと思います。
（現実には、トリチウム水の中ではトリチウムの存在比率は非常に小さいので、「THO」の形で存在するものがほとんどと思われる）

ということは、例えばトリチウム水の混じった水を「約4℃」に保てば、
・ふつうの水（H2O）やきわめてわずかの重水（D2O あるいは DHO）」は凝固しない（液体である）
・トリチウム水（T2O）は凝固する（固体 = 氷になる）
という状況を作れることになります。
ただし、現実に「氷」として姿を現すには、「結晶」の形を形成する必要があります。（そうなってくれなければ「液体」の水から分離できない）
「mol 質量」という考え方から分かるように、たとえば「トリチウム水の氷：22 mg (= 10^(-3) mol)」を形成するためには、
　6 × 10^20 個　　　　①
のトリチウム水分子が必要です。

福島の汚染水は、１リットル中にトリチウムを約 80万ベクレル含むそうですが、これから逆算するとトリチウムの原子数は、１リットル中に
　約 4 × 10^14 個　　　②
ということになります。
①と②には 10^6 の差がありますから、「ミリグラム」オーダーの「トリチウム水の氷」を作るためには、「１辺10ｍ立方の水槽」分のトリチウム水を均一に「約４℃」に保たなくてはいけません。しかも、その中のトリチウム水の氷を「１か所に集中して結晶にする」必要があります。それでできる「トリチウム氷」が約 20mg・・・。
多分、現実問題として「無理」でしょうね。

そういったレベルの話かと思います。


「原理的にはできる」ことであっても、「実際の量、大きさ」を考えたら「ほとんど無理」ということはたくさんあります。
「核融合」なんかも、それに近いんですけどね。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます
現実的ではなさそうですね

海水の中のマイクロ　プラスチックの存在 やそれを食べた 魚介類を人間が食べることの確率の方が高いのかな

お礼日時：2023/08/21 22:19

No.1 回答者： ShowMeHow 回答日時： 2023/08/21 12:13

https://www.jstage.jst.go.jp/article/jcsir/2016/ …

この話？まあ、努力の割に分離される量がごくわずかで、現実的な手法ではないということかな？？

この回答へのお礼

回答ありがとうございます

お礼日時：2023/08/21 22:15