JP2012511415A - 水素捕捉材料、調製方法および使用 - Google Patents
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Abstract
Description
石灰石、
50%〜60%の範囲のCaO含量を有する石灰石、
普通ボーキサイトまたは赤色ボーキサイトなどのアルミナの供給源、
粘土、および
石膏、硫酸カルシウム半水和物、プラスター、天然硬石膏、またはスルホ石灰質アッシュ(sulfocalcic ashes)などの硫酸塩の供給源
によって構成される群から選択される1種または複数の成分を含む混合物であって、
前記(1種または複数の)成分が、破砕され、均一化され、かつ1,200℃を超える、特に1,300℃を超える、とりわけ1,450℃のオーダーの温度に加熱された混合物をいう。「1,450℃のオーダーの温度」とは、1,450℃±100℃の温度、有利には1,450℃±50℃の温度をいう。高温におけるこのか焼工程は、「クリンカー形成(clinkerization)」と呼ばれる。クリンカー調製後およびその微粉砕前もしくは微粉砕中に、さきに定義した硫酸塩供給源などの少なくとも1種の他の添加剤をクリンカーに添加することができる。
a)場合により、少なくとも1種の金属酸化物、有利には、上述により定義した金属酸化物を含有する水素ゲッターを調製する工程;
b)工程(a)において場合により調製した水素ゲッターを、セメント系混合物中に組み込む工程
を含む。
a)少なくとも1種の金属酸化物、有利には、上述により定義した金属酸化物を含有する水素ゲッターを調製する工程;
b)工程(a)において調製した水素ゲッターを、セメント系混合物中に組み込む工程
を含むことができる。
i)水、
ii)クリンカー、特に、上述により定義したクリンカー、
iii)硫酸塩の供給源、特に、上述により定義した硫酸塩の供給源、
iv)高pHの塩水、特に、上述により定義した高pHの塩水、
v)非晶質アルミノケイ酸塩を含有する固体供給源、特に、上述により定義した非晶質アルミノケイ酸塩を含有する固体供給源、ならびに
vi)ケイ酸塩成分、特に、上述により定義したケイ酸塩成分
により構成される群から選択される1種または複数の成分を含む。
水素ゲッターを調製するための金属酸化物は、活性化MnO2(Merck、>90%)およびAg2O(Merck、>99%)である。両化合物を機械的に混合し、この混合物に水を添加し、次いでその全体を、オーブン内で2時間乾燥する[16]。
ジオポリマー(被覆材料No.1)、
ポルトランドセメントCEM I (被覆材料No.2)、
サルホアルミネート質(被覆材料No.3)。
被覆材料1、2および3の水素捕捉容量を測定するために、純粋水素圧力を追跡する測定を行い、それにより水素捕捉容量を測定することができた。この捕捉容量を、水素ゲッターの質量当りに換算した(図1)。
セメント系マトリックス中に金属酸化物に基づく水素ゲッターを組み込むことにより、水素に対する反応性を保持しながら、単純化された成形を施すことが可能になる。セメント系マトリックスを使用する主な利点は、放射線分解に対する抵抗性、酸性化学種の中和特性、ならびに、被覆材料の気孔率を制御することによるゲッターの毒性ガス処理性である。
Claims (18)
- セメント系マトリックス中に少なくとも1種の金属酸化物を含む、可燃性ガスを捕捉することが可能な材料。
- 前記可燃性ガスが水素であることを特徴とする、請求項1に記載の材料。
- 前記金属酸化物が、酸化白金、酸化パラジウム、酸化ロジウム、酸化ルテニウム、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化ラジウム、酸化マンガン、銀により触媒される酸化マンガン、酸化銅、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化セリウム、酸化銀、酸化ジルコニウムおよびこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項1または2に記載の材料。
- 前記金属酸化物が、酸化マンガン(MnO2)と酸化銀(Ag2O)との混合物であることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の材料。
- 前記セメント系マトリックスが、水硬性セメント系マトリックスであることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の材料。
- 前記セメント系マトリックスが、ポルトランドセメントまたは混合ポルトランドセメントであることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の材料。
- 前記セメント系マトリックスが、サルホアルミネート質および/またはフェロアルミネート質セメント系マトリックスであることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の材料。
- 前記セメント系マトリックスが、ジオポリマー質セメント系マトリックスであることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の材料。
- 放射線分解または化学反応により、少なくとも1種の可燃性ガスを生成し得る放射性材料を収容することが可能な密閉エンクロージャーであって、請求項1から8のいずれか一項に記載の少なくとも1種の材料をさらに収容することを特徴とする密閉エンクロージャー。
- 請求項1から8のいずれか一項に記載の材料の調製方法であって、セメント系混合物中に、少なくとも1種の金属酸化物を含有する水素ゲッターを組み込むことからなる工程を含む方法。
- a)少なくとも1種の金属酸化物を含有する、また有利には、請求項3または4に記載の金属酸化物を含有する水素ゲッターを調製する工程;
b)工程(a)において調製した水素ゲッターを、セメント系混合物中に組み込む工程
を含むことを特徴とする、請求項10に記載の調製方法。 - 前記セメント系混合物が、水、クリンカー、硫酸塩の供給源、高pHを有する塩水、非晶質アルミノケイ酸塩を含有する固体供給源、およびケイ酸塩成分からなる群から選択される1種または複数の成分を含むことを特徴とする、請求項11に記載の調製方法。
- 前記工程(b)で得られた前記水素ゲッターが組み込まれている前記セメント系混合物を、そのセメント系マトリックスを硬化させる条件にさらすことを特徴とする、請求項11または12に記載の調製方法。
- 前記セメント系マトリックスを硬化させる条件が、10℃〜60℃、特に20℃〜50℃、とりわけ30℃〜40℃の温度下で適用され、1日〜40日、特に5日〜30日、とりわけ10日〜20日の期間継続される、養生工程であることを特徴とする、請求項13に記載の調製方法。
- 前記セメント系マトリックスを硬化させる条件が、30℃〜110℃、特に40℃〜90℃、とりわけ50℃〜70℃の温度で適用され、6時間〜10日、特に12時間〜5日、とりわけ24時間〜60時間の期間継続される、乾燥工程であることを特徴とする、請求項13または14に記載の調製方法。
- 請求項1から8のいずれか一項に記載の材料、または請求項10から15のいずれか一項に記載の方法によって調製することができる材料の、可燃性ガスを除去するための使用。
- 請求項1から8のいずれか一項に記載の材料、または請求項10から15のいずれか一項に記載の方法により調製することができる材料の、少なくとも1片の技術的廃棄物または少なくとも1種の放射性材料を被覆するための使用。
- 密閉エンクロージャー内における可燃性ガスの除去方法であって、前記エンクロージャー内に、請求項1から8のいずれか一項に記載の材料を置く工程からなる方法。
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