[1H11-14] 水素同位体挙動

[1H14] プロトン導電体ポンプの水素同位体移送挙動

*小西 哲之¹、向井 啓祐²、山口 修平²、田渕 将人¹、八木 重郎² (1. 京都フュージョニアリング株式会社、2. 京都大学)

キーワード：プラズマ排ガス、トリチウム、プロトン導電体、ダイバータ、同位体分離

核融合炉燃料システムにおける水素同位体排気、特にダイバータからのプラズマ排ガスの移送を目的としてプロトン導電体ポンプを開発し、その特性を評価した。プロトン導電体には酸化物系セラミックス（TYK社製）の板材を用い、白金族電極を両側に設置して約400℃で使用する。交流インピーダンス測定によるイオン電導度は高温ほど大きく、プロトンの輸率が支配的であることを確認した。膜の両側の水素分圧に応じた濃淡起電力が発生し、また電流による水素移送を測定した。ダイバータ領域で想定される100Pa前後から、10kPa 程度への昇圧挙動は定性的にはネルンストの式に従う。水素同位体の移送では、軽水素（H）に対し重水素（D）の移送が少なくなるため、透過流と未透過流の間での同位体分離が利用できることが分かった。この結果を用いてダイバータからの若干の同位体組成制御を含むダイレクトリサイクル燃料経路が構成可能である。