(57)【要約】【課題】トリチウム汚染水からトリチウムを確実に分離することができ、トリチウム汚染水からトリチウムを完全に除去することができるトリチウム汚染水処理システムを提供する。【解決手段】トリチウム汚染水処理システム１０Ａは、トリチウム汚染水から酸素を分離して水素ガスとトリチウムガスとを発生させる触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂを備えている。触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂでは、アルカリ金属の水酸化物（溶融塩触媒）とオーステナイト系ステンレス鋼（メタル触媒）とが触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂのカセットの内部に収容され、トリチウム汚染水がカセットの内部に注入され、加熱手段でカセットを所定温度に加熱しつつ、カセットの内部におけるＮａＯＨ＋Ｆｅ＋Ｈ２Ｏ＋ＨＴＯ→ＮａＡＦｅＢＯＣＴＤ＋１．５Ｈ２＋ＨＴの気層反応によってトリチウム汚染水水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスにガス化処理される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トリチウムを含むトリチウム汚染水から前記トリチウムを除去するトリチウム汚染水処理システムにおいて、
前記トリチウム汚染水処理システムが、前記トリチウム汚染水と該トリチウム汚染水を蒸気化したトリチウム汚染蒸気とのいずれか一方から酸素を分離して水素ガスとトリチウムガスとを発生させる触媒反応炉を備え、前記触媒反応炉が、ケーシングと、前記ケーシングを所定温度に加熱する加熱手段とから形成され、
前記触媒反応炉では、アルカリ金属の水酸化物とオーステナイト系ステンレス鋼とが前記ケーシングの内部に収容され、前記トリチウム汚染水と前記トリチウム汚染蒸気とのいずれか一方が前記ケーシングの内部に注入され、前記加熱手段で前記ケーシングを所定温度に加熱しつつ、前記ケーシングの内部におけるＮａＯＨ＋Ｆｅ＋Ｈ２Ｏ＋ＨＴＯ→ＮａＡＦｅＢＯＣＴＤ＋１．５Ｈ２＋ＨＴの気層反応によって前記トリチウム汚染水または前記トリチウム汚染蒸気が水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスにガス化処理されることを特徴とするトリチウム汚染水処理システム。
【請求項２】
前記オーステナイト系ステンレス鋼が、微粉砕された粉状メタル触媒、粒状に成形された粒状メタル触媒、板状に成形された板状メタル触媒、線状に成形された線状メタル触媒のうちの少なくとも１つの形態で前記ケーシングの内部に収容されている請求項１に記載のトリチウム汚染水処理システム。
【請求項３】
前記ケーシングの内部に収容されるオーステナイト系ステンレス鋼が、ＳＵＳ３０４とＳＵＳ３０４ＬとＳＵＳ３１６Ｌとのうちの少なくとも１つである請求項１または請求項２に記載のトリチウム汚染水処理システム。
【請求項４】
前記トリチウム処理システムが、前記触媒反応炉の下流側に設置されて前記ケーシングから流出した水蒸気を液化するコールドトラップまたは水トラップを含む請求項１ないしは請求項３いずれかに記載のトリチウム汚染水処理システム。
【請求項５】
前記加熱手段によって加熱される前記ケーシングの温度が、４５０〜５５０℃の範囲にあり、前記ケーシングの内部の気圧が、−０．１〜＋０．１ＭＰｓの範囲にある請求項１ないし請求項４いずれかに記載のトリチウム汚染水処理システム。
【請求項６】
前記ケーシングが、オーステナイト系ステンレス鋼から作られている請求項１ないし請求項５いずれかに記載のトリチウム汚染水処理システム。
【請求項７】
前記アルカリ金属の水酸化物が、水酸化ナトリウムと水酸化カリウムとのうちの少なくとも一方である請求項１ないし請求項６いずれかに記載のトリチウム汚染水処理システム。
【請求項８】
前記トリチウム汚染水処理システムが、前記触媒反応炉でガス化処理された前記水素ガス（Ｈ２）と前記トリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスを該水素ガス（Ｈ２）と該トリチウムガス（ＨＴ）とに分離する分離塔を含み、前記分離塔が、上下方向へ延びる冷却塔と、前記冷却塔の下端部から上端部に向かって該冷却塔の外周面に巻き付けられ、前記触媒反応炉で生成された前記水素ガス（Ｈ２）と前記トリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスが流入する長尺チューブとから形成され、前記分離塔において分離されたトリチウムガス（ＨＴ）が、前記冷却塔の下端部に巻き付く長尺チューブに位置し、前記分離塔において分離された水素ガス（Ｈ２）が、前記冷却塔の下端部を除く残余の部位に巻き付く長尺チューブに位置する請求項１ないし請求項７いずれかに記載のトリチウム汚染水処理システム。
【請求項９】
前記長尺チューブの内周面には、複数の凸部と複数の凹部とが形成されている請求項８に記載のトリチウム汚染水処理システム。
【請求項１０】
前記冷却塔の上下方向の高さ寸法が、４〜１００ｍの範囲にあり、前記冷却塔の温度が、０〜５℃の範囲にある請求項８または請求項９に記載のトリチウム汚染水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トリチウムを含むトリチウム汚染水から前記トリチウムを除去するトリチウム汚染水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
トリチウム水と普通水とが混合しているトリチウム汚染水を送水パイプの内部を通過させつつ、トリチウム汚染水に対する電磁作用によって普通水の水素核のみを共鳴させてトリチウム水と普通水とに蒸発温度差を生じさせる流体活性化装置と、流体活性化装置から送水される蒸発温度差が生じたトリチウム水と普通水とに対する減圧蒸留処理を行い普通水のみ蒸発させて分離し、蒸発分を凝縮させて排水用として排水タンクに送り、トリチウム水を保管用の濃縮トリチウム水として保管用タンクに送る減圧蒸留分離装置とを有するトリチウム汚染水処理装置が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−２０７３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に開示のトリチウム汚染水処理装置は、原子力施設において生成されたトリチウム汚染水に含まれるトリチウム水と普通水とを分離し、濃縮トリチウム水の貯留に必要な保管用タンクを小規模化することが可能となるとともに、その保管費用の低減を実現することができる。しかし、濃縮トリチウム水からトリチウムを除去することはできず、依然として濃縮されたトリチウム汚染水が残存し、トリチウム汚染水からトリチウムを完全に除去することができない。
【０００５】
本発明の目的は、トリチウムを含むトリチウム汚染水やトリチウム汚染蒸気からトリチウムを確実に分離することができ、トリチウム汚染水やトリチウム汚染蒸気からトリチウムを完全に除去することができるトリチウム汚染水処理システムを提供することにある。本発明の他の目的は、トリチウム汚染水やトリチウム汚染蒸気からトリチウムを除去しつつ、大量の水素ガス燃料を発生させることができるトリチウム汚染水処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための本発明の前提は、トリチウムを含むトリチウム汚染水からトリチウムを除去するトリチウム汚染水処理システムである。
【０００７】
前記前提における本発明の特徴は、トリチウム汚染水処理システムが、トリチウム汚染水とトリチウム汚染水を蒸気化したトリチウム汚染蒸気とのいずれか一方から酸素を分離して水素ガスとトリチウムガスとを発生させる触媒反応炉を備え、触媒反応炉が、ケーシングと、ケーシングを所定温度に加熱する加熱手段とから形成され、触媒反応炉では、アルカリ金属の水酸化物とオーステナイト系ステンレス鋼とがケーシングの内部に収容され、トリチウム汚染水とトリチウム汚染蒸気とのいずれか一方がケーシングの内部に注入され、加熱手段でケーシングを所定温度に加熱しつつ、ケーシングの内部におけるＮａＯＨ＋Ｆｅ＋Ｈ２Ｏ＋ＨＴＯ→ＮａＡＦｅＢＯＣＴＤ＋１．５Ｈ２＋ＨＴの気層反応によってトリチウム汚染水またはトリチウム汚染蒸気が水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスにガス化処理されることにある。
【０００８】
本発明の一例としては、オーステナイト系ステンレス鋼が、微粉砕された粉状メタル触媒、粒状に成形された粒状メタル触媒、板状に成形された板状メタル触媒、線状に成形された線状メタル触媒のうちの少なくとも１つの形態でケーシングの内部に収容されている。
【０００９】
本発明の他の一例としては、ケーシングの内部に収容されるオーステナイト系ステンレス鋼が、ＳＵＳ３０４とＳＵＳ３０４ＬとＳＵＳ３１６Ｌとのうちの少なくとも１つである。
【００１０】
本発明の他の一例としては、トリチウム処理システムが、触媒反応炉の下流側に設置されてケーシングから流出した水蒸気を液化するコールドトラップまたは水トラップを含む。
【００１１】
本発明の他の一例としては、加熱手段によって加熱されるケーシングの温度が、４５０〜５５０℃の範囲にあり、ケーシングの内部の気圧が、−０．１〜＋０．１ＭＰｓの範囲にある。
【００１２】
本発明の他の一例としては、ケーシングが、オーステナイト系ステンレス鋼から作られている。
【００１３】
本発明の他の一例としては、アルカリ金属の水酸化物が、水酸化ナトリウムと水酸化カリウムとのうちの少なくとも一方である。
【００１４】
本発明の他の一例としては、トリチウム汚染水処理システムが、触媒反応炉でガス化処理された水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスを水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）とに分離する分離塔を含み、分離塔が、上下方向へ延びる冷却塔と、冷却塔の下端部から上端部に向かって冷却塔の外周面に巻き付けられ、触媒反応炉で生成された水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスが流入する長尺チューブとから形成され、分離塔において分離されたトリチウムガス（ＨＴ）が、冷却塔の下端部に巻き付く長尺チューブに位置し、分離塔において分離された水素ガス（Ｈ２）が、冷却塔の下端部を除く残余の部位に巻き付く長尺チューブに位置する。
【００１５】
本発明の他の一例として、長尺チューブの内周面には、複数の凸部と複数の凹部とが形成されている。
【００１６】
本発明の他の一例としては、冷却塔の上下方向の高さ寸法が、４〜１００ｍの範囲にあり、冷却塔の温度が、０〜５℃の範囲にある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るトリチウム汚染水処理システムによれば、アルカリ金属の水酸化物とオーステナイト系ステンレス鋼とが触媒反応炉のケーシングの内部に収容され、トリチウム汚染水とトリチウム汚染水を蒸気化したトリチウム汚染蒸気とのいずれか一方が触媒反応炉のケーシングの内部に注入され、加熱手段でケーシングを所定温度に加熱しつつ、ケーシングの内部におけるＮａＯＨ＋Ｆｅ＋Ｈ２Ｏ＋ＨＴＯ→ＮａＡＦｅＢＯＣＴＤ＋１．５Ｈ２＋ＨＴの気層反応によってトリチウム汚染水またはトリチウム汚染蒸気が水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスにガス化処理されるから、トリチウム汚染水やトリチウム汚染蒸気からトリチウムをトリチウムガス（ＨＴ）として確実に分離することができ、トリチウム汚染水やトリチウム汚染蒸気からトリチウムを完全に除去することができる。トリチウム汚染水処理システムは、トリチウム汚染水またはトリチウム汚染蒸気をガス化処理することで大量の水素ガスが発生し、その水素ガスを燃料として使用することができ、トリチウムを除去しつつ大量の水素ガス燃料を生成することができる。
【００１８】
オーステナイト系ステンレス鋼が微粉砕された粉状メタル触媒、粒状に成形された粒状メタル触媒、板状に成形された板状メタル触媒、線状に成形された線状メタル触媒のうちの少なくとも１つの形態でケーシングの内部に収容されているトリチウム汚染水処理システムは、それらの形態のオーステナイト系ステンレス鋼のメタル触媒とアルカリ金属の水酸化物とを使用することで、トリチウム汚染水またはトリチウム汚染蒸気を確実にガス化処理することができ、トリチウム汚染水やトリチウム汚染蒸気からトリチウムをトリチウムガス（ＨＴ）として確実に分離することができ、トリチウム汚染水やトリチウム汚染蒸気からトリチウムを完全に除去することができる。トリチウム汚染水処理システムは、それらの形態のオーステナイト系ステンレス鋼のメタル触媒とアルカリ金属の水酸化物とを使用してトリチウム汚染水またはトリチウム汚染蒸気をガス化処理することで大量の水素ガスが発生し、その水素ガスを燃料として使用することができ、トリチウムを除去しつつ大量の水素ガス燃料を生成することができる。
【００１９】
ケーシングの内部に収容されるオーステナイト系ステンレス鋼がＳＵＳ３０４とＳＵＳ３０４ＬとＳＵＳ３１６Ｌとのうちの少なくとも１つであるトリチウム汚染水処理システムは、オーステナイト系ステンレス鋼としてＳＵＳ３０４とＳＵＳ３０４ＬとＳＵＳ３１６Ｌとのうちの少なくとも１つとアルカリ金属の水酸化物とを使用することで、トリチウム汚染水またはトリチウム汚染蒸気を確実にガス化処理することができ、トリチウム汚染水やトリチウム汚染蒸気からトリチウムをトリチウムガス（ＨＴ）として確実に分離することができ、トリチウム汚染水やトリチウム汚染蒸気からトリチウムを完全に除去することができる。トリチウム汚染水処理システムは、ＳＵＳ３０４とＳＵＳ３０４ＬとＳＵＳ３１６Ｌとのうちの少なくとも１つとアルカリ金属の水酸化物とを使用してトリチウム汚染水またはトリチウム汚染蒸気をガス化処理することで大量の水素ガスが発生し、その水素ガスを燃料として使用することができ、トリチウムを除去しつつ大量の水素ガス燃料を生成することができる。
【００２０】
触媒反応炉の下流側に設置されてケーシングから流出した水蒸気を液化するコールドトラップまたは水トラップを含むトリチウム汚染水処理システムは、コールドトラップまたは水トラップによってケーシングから流出した混合ガスに含まれる水蒸気を液化することで、水蒸気を除去した水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスを取り出すことができ、トリチウム汚染水やトリチウム汚染蒸気からトリチウムをトリチウムガス（ＨＴ）として確実に分離することができるとともに、大量の水素燃料を生成することができる。
【００２１】
加熱手段によって加熱されるケーシングの温度が４５０〜５５０℃の範囲にあり、ケーシングの内部の気圧が−０．１〜＋０．１ＭＰｓの範囲にあるトリチウム汚染水処理システムは、ケーシングの温度を前記範囲にし、ケーシングの内部の気圧を前記範囲にすることで、ケーシングの内部においてＮａＯＨ＋Ｆｅ＋Ｈ２Ｏ＋ＨＴＯ→ＮａＡＦｅＢＯＣＴＤ＋１．５Ｈ２＋ＨＴの気層反応が促進され、トリチウム汚染水やトリチウム汚染蒸気からトリチウムをトリチウムガス（ＨＴ）として確実に分離することができるとともに、大量の水素ガス燃料を生成することができる。
【００２２】
ケーシングがオーステナイト系ステンレス鋼から作られているトリチウム汚染水処理システムは、ケーシングをオーステナイト系ステンレス鋼から作ることで、ケーシングの内部においてＮａＯＨ＋Ｆｅ＋Ｈ２Ｏ＋ＨＴＯ→ＮａＡＦｅＢＯＣＴＤ＋１．５Ｈ２＋ＨＴの気層反応が確実に起こり、トリチウム汚染水やトリチウム汚染蒸気からトリチウムをトリチウムガス（ＨＴ）として確実に分離することができるとともに、大量の水素ガス燃料を生成することができる。
【００２３】
アルカリ金属の水酸化物が水酸化ナトリウムと水酸化カリウムとのうちの少なくとも一方であるトリチウム汚染水処理システムは、水酸化ナトリウムと水酸化カリウムとのうちの少なくとも一方とオーステナイト系ステンレス鋼の触媒とを使用することで、トリチウム汚染水またはトリチウム汚染蒸気を確実にガス化処理することができ、トリチウム汚染水やトリチウム汚染蒸気からトリチウムをトリチウムガス（ＨＴ）として確実に分離することができ、トリチウム汚染水やトリチウム汚染蒸気からトリチウムを完全に除去することができる。トリチウム汚染水処理システムは、水酸化ナトリウムと水酸化カリウムとのうちの少なくとも一方とオーステナイト系ステンレス鋼の触媒とを使用してトリチウム汚染水またはトリチウム汚染蒸気をガス化処理することで大量の水素ガスが発生し、その水素ガスを燃料として使用することができ、トリチウムを除去しつつ大量の水素ガス燃料を生成することができる。
【００２４】
触媒反応炉でガス化処理された水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスを水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）とに分離する分離塔を含み、分離塔が、上下方向へ延びる冷却塔と、冷却塔の下端部から上端部に向かって冷却塔の外周面に巻き付けられ、触媒反応炉で生成された水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスが流入する長尺チューブとから形成され、分離塔において分離されたトリチウムガス（ＨＴ）が冷却塔の下端部に巻き付く長尺チューブに位置し、分離塔において分離された水素ガス（Ｈ２）が冷却塔の下端部を除く残余の部位に巻き付く長尺チューブに位置するトリチウム汚染水処理システムは、触媒反応炉において発生した水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスが分離塔において水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）とに分離され、トリチウムガス（ＨＴ）が分離塔の下端部に巻き付く長尺チューブに位置し、水素ガス（Ｈ２）が冷却塔の下端部を除く残余の部位に巻き付く長尺チューブに位置するから、触媒反応炉において発生した混合ガスを分離塔において水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）とに確実に分離することができ、水素ガス（Ｈ２）のみを燃料として取り出すことができるとともに、トリチウムガス（ＨＴ）を取り出すことで、トリチウム汚染水やトリチウム汚染蒸気からトリチウムを完全に除去することができる。
【００２５】
複数の凸部と複数の凹部とが長尺チューブの内周面に形成されているトリチウム汚染水処理システムは、長尺チューブに流入した水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスが凸部や凹部に衝突し、質量が重いトリチウムガス（ＨＴ）の運動速度が質量の軽い水素ガス（Ｈ２）よりも減速し、トリチウムガス（ＨＴ）を分離塔の下端部に巻き付く長尺チューブに位置させることができ、水素ガス（Ｈ２）を分離塔の下端部を除く残余の部位に巻き付く長尺チューブに位置させることができる。トリチウム汚染水処理システムは、触媒反応炉において発生した混合ガスを分離塔において水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）とに確実に分離することができ、水素ガス（Ｈ２）のみを燃料として取り出すことができるとともに、トリチウムガス（ＨＴ）を取り出すことで、トリチウム汚染水やトリチウム汚染蒸気からトリチウムを完全に除去することができる。
【００２６】
冷却塔の上下方向の高さ寸法が４〜１００ｍの範囲にあり、冷却塔の温度が０〜５℃の範囲にあるトリチウム汚染水処理システムは、冷却塔の上下方向の高さ寸法を前記範囲にすることで、冷却塔に巻き付く長尺チューブの長さ寸法を長くすることができ、分離塔において多量の水素を取り出すことができる。トリチウム汚染水処理システムは、冷却塔の温度を前記範囲にすることで、長尺チューブの内部の混合ガスの運動が減少し、トリチウムガス（ＨＴ）を冷却塔の下端部に巻き付く長尺チューブに位置させることができ、水素ガス（Ｈ２）を冷却塔の下端部を除く残余の部位に巻き付く長尺チューブに位置させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】一例として示すトリチウム汚染水処理システムの構成図。
【図２】一例として示す触媒反応炉の側面図。
【図３】一例として示す分離塔の斜視図。
【図４】長尺チューブの内部を示す断面図。
【図５】稼働中のトリチウム汚染水処理システムを示す図１と同様の図。
【図６】稼働中の触媒反応炉を示す図２と同様の図。
【図７】トリチウム汚染水処理システムにおけるガス化処理を説明する図。
【図８】稼働中のトリチウム汚染水処理システムの他の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
一例として示すトリチウム汚染水処理システム１０Ａの構成図である図１等の添付の図面を参照し、本発明に係るトリチウム汚染水処理システムの詳細を説明すると、以下のとおりである。なお、図２は、一例として示す触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂの側面図であり、図３は、一例として示す分離塔１４の斜視図である。図４は、長尺チューブの内部を示す断面図である。
【００２９】
なお、図１では、１つの汚染水貯水タンク１１のみを図示しているが、実際のトリチウム汚染水処理システム１０Ａには、複数の汚染水貯水タンク１１が存在する。また、１つの分離塔１４のみを図示しているが、実際のトリチウム汚染水処理システム１０Ａには、複数の分離塔１４が用意されている。トリチウム汚染水処理システム１０Ａは、トリチウムを含むトリチウム汚染水からトリチウムをトリチウムガス（ＨＴ）として取り出し、トリチウム汚染水からトリチウムを除去する。
【００３０】
トリチウム汚染水処理システム１０Ａは、汚染水貯水タンク１１と第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂとコールドトラップ１３と分離塔１４と冷却水循環装置１５（チラー）と真空ポンプ１６とから形成されている。それら触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂは、トリチウム汚染水から酸素を分離して水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）とを発生させ、トリチウム汚染水を水素ガスとトリチウムガスとの混合ガスにガス化処理する。図１では、２台の触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂが並列に接続されているが、触媒反応炉の数に制限はなく、３台以上の触媒反応炉が並列に接続されていてもよい。また、２台以上の触媒反応炉が直列に接続されていてもよい。
【００３１】
汚染水貯水タンク１１は、所定容積の円筒状に成形され、第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂの上流側に位置している。汚染水貯水タンク１１は、トリチウムを含む所定量のトリチウム汚染水を貯水する。第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂは、汚染水貯水タンク１１の下流側に位置し、汚染水貯水タンク１１に水管路１７（パイプ）によって連結されている。
【００３２】
それら触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂは、図２に示すように、一方向へ長い筒状または箱状に成形された所定容積のケーシング１８と、ケーシング１８を所定温度に加熱する加熱手段１９とから形成されている。ケーシング１８の内部には、一方向へ長い筒状または箱状に成形された所定容積のカセット２０が収容されている。ケーシング１７及びカセット２０は、オーステナイト系ステンレス鋼から作られている。オーステナイト系ステンレス鋼には、ＳＵＳ３０４とＳＵＳ３０４ＬとＳＵＳ３１６Ｌとのうちの少なくとも１つが使用されている。ケーシング１８の後端部２１には、開閉蓋２２が設置されている。ケーシング１８は、開閉蓋２２を開けることで、その内部が開放され、開閉蓋２２を閉めることで、その内部が気密に閉鎖される。
【００３３】
カセット２０は、ケーシング１８の内部に挿脱可能に収容される。カセット２０（ケーシング１８）の内部には、アルカリ金属の水酸化物２３とオーステナイト系ステンレス鋼２４とが収容される。カセット２０は、その後端部２５に開閉蓋２６が設置され、その頂部２７に一方向へ並ぶ複数の排気開口２８が形成されている。
【００３４】
カセット２０の開閉蓋２６には、水管路１７に気密に連結される連結開口（図示せず）が形成されている。カセット２０の頂部２７には、水酸化物２３を補充する補充管路２９（パイプ）が着脱可能に連結されているとともに、ガス管路３０（パイプ）が着脱可能に連結されている。補充管路２９には、補充バルブ３１（手動弁）が設置されている。カセット２０は、開閉蓋２６を開けることで、その内部が開放され、開閉蓋２６を閉めることで、その内部が気密に閉鎖される。
【００３５】
カセット２０（ケーシング１８）の内部に収容されるアルカリ金属の水酸化物２３としては、水酸化ナトリウム（ＮＡＯＨ）と水酸化カリウム（ＫＯＨ）とのうちの少なくとも一方が使用される。カセット２０（ケーシング１８）の内部に収容されるオーステナイト系ステンレス鋼２４としては、ＳＵＳ３０４とＳＵＳ３０４ＬとＳＵＳ３１６Ｌとのうちの少なくとも１つが使用される。
【００３６】
オーステナイト系ステンレス鋼２４は、微粉砕された粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒（紛状メタル触媒）、粒状に成形された粒状オーステナイト系ステンレス鋼触媒（粒状メタル触媒）、板状に成形された板状オーステナイト系ステンレス鋼触媒（板状メタル触媒）、細長い線状に成形された線状オーステナイト系ステンレス鋼触媒（線状メタル触媒）のうちの少なくとも１つの形態でカセット２０（ケーシング１８）の内部に収容される。
【００３７】
加熱手段１９は、ケーシング１８の外周面を取り巻くように設置され、ケーシング１８を４５０〜５５０℃の範囲に加熱する。加熱手段１９には、マントルヒーターやジャケットヒーターが使用され、その加熱方式として抵抗加熱や高周波誘導加熱が利用される。加熱手段１９は、その制御部がインターフェイス（有線又は無線）を介してコントローラ（図示せず）に接続されている。
【００３８】
汚染水貯水タンク１１と第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂとの間に延びる水管路１７には、トリチウム汚染水を第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂに給水する給水ポンプ３２と、水管路１７を開閉する給水バルブ３３（電磁弁）とが設置されている。給水ポンプ３２と給水バルブ３３とは、それらの制御部がインターフェイスを介して図示しないコントローラに接続されている。
【００３９】
コールドトラップ１３は、第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂの下流側に位置し、それら触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂにガス管路３０によって連結されている。コールドトラップ１３は、カセット２０（ケーシング１８）から流出した微量の水蒸気を液化する。なお、コールドトラップ１３の他に、水トラップを使用することもできる。第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂとコールドトラップ１３との間に延びるガス管路３０には、ガス管路３０を開閉する給気バルブ３４（電磁弁）が設置されている。給気バルブ３４は、その制御部がインターフェイスを介して図示しないコントローラに接続されている。
【００４０】
分離塔１４は、コールドトラップ１３の下流側に位置し、第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂでガス化処理された水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスを水素ガスとトリチウムガスとに分離する。分離塔１４は、冷却塔３５と長尺チューブ３６とから形成されている。冷却塔３５は、上下方向へ延びる円柱状に成形されている。
【００４１】
冷却塔３５は、円柱状の他に、四角柱状や多角柱状であってもよい。冷却塔３５は、下端部３７から上端部３８までの上下方向の高さ寸法が４〜１００ｍの範囲にある。トリチウム汚染水処理システム１０Ａは、冷却塔３５の上下方向の高さ寸法を前記範囲にすることで、冷却塔３５に巻き付く長尺チューブ３６の長さ寸法を長くすることができ、長尺チューブ３６における混合ガスの貯蔵量を多くすることができる。
【００４２】
長尺チューブ３６は、ゴムチューブまたは合成樹脂チューブであり、冷却塔３５の下端部３７から上端部３８に向かって冷却塔３５の外周面に巻き付けられている。長尺チューブ３６は、その外周面の一部が冷却塔３５の外周面に密着している。長尺チューブ３６の内部には、図４に示すように、その内周面から中心に向かって凸となる複数の凸部３９と、その中心から内周面に向かって凹む複数の凹部４０とが形成され、内周面が平坦ではない。長尺チューブ３６の内部には、それら触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂにおいて発生した水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスが流入する。
【００４３】
冷却塔３５の下端部３７に位置する長尺チューブ３６は、ガス管路４１（パイプ）によってコールドトラップ１３に連結されている。冷却塔３５の下端部３７に位置する長尺チューブ３６には、トリチウムガス（ＨＴ）を取り出すトリチウムガス取り出し管路４２が設置されている。トリチウムガス取り出し管路４２は、トリチウムガス貯蔵タンク（図示せず）に着脱可能に連結される。トリチウムガス取り出し管路４２には、管路４２を開閉するトリチウムガス排気バルブ４３（手動弁）が設置されている。
【００４４】
冷却塔３５の上端部３８に位置する長尺チューブ３６には、水素ガス（Ｈ２）を取り出す水素ガス取り出し管路４４が設置されている。水素ガス取り出し管路４４は、水素ガス貯蔵タンク（図示せず）に着脱可能に連結される。水素ガス取り出し管路４４には、管路４４を開閉する水素ガス排気バルブ４５（手動弁）が設置されている。
【００４５】
冷却水循環装置１５（チラー）は、冷却塔３５の中央部４６に連結され、冷却塔３５を所定温度に冷却する。冷却塔３５の冷却温度は、０〜５℃の範囲にある。したがって、冷却塔３５によって長尺チューブ３６が０〜５℃の範囲に冷却される。冷却水循環装置１５（チラー）は、その制御部がインターフェイスを介して図示しないコントローラに接続されている。
【００４６】
真空ポンプ１６は、コールドトラップ１３と冷却塔３５の下端部３７に位置する長尺チューブ３６とを連結するガス管路４１に設置されている。真空ポンプ１６は、コールドトラップ１３と第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂとを真空引きする。真空ポンプ１６によって真空引きされた第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂの内部の気圧（ケーシング１８の内部の気圧）は、−０．１〜＋０．１ＭＰｓの範囲に保持される。
【００４７】
真空ポンプ１６と長尺チューブ３６との間に延びるガス管路４１には、ガス流量計４７とガス給気ポンプ４８と混合ガス注入バルブ４９（電磁弁）とが設置されている。ガス流量計４７やガス給気ポンプ４８、混合ガス注入バルブ４９はガス管路４１の上流側から下流側に向かってガス流量計４７、ガス給気ポンプ４８、混合ガス注入バルブ４９の順で並んでいる。
【００４８】
ガス流量計４７は、ガス管路４１に通流する混合ガスの流量を測定する。ガス流量計４７は、その制御部が介して図示しないコントローラに接続され、測定した流量をコントローラに送信する。ガス給気ポンプ４８は、所定量の混合ガスを長尺チューブ３６に給気する。ガス給気ポンプ４８は、その制御部が介して図示しないコントローラに接続されている。混合ガス注入バルブ４９は、ガス管路４１を開閉する。混合ガス注入バルブ４９は、その制御部がインターフェイスを介して図示しないコントローラに接続されている。
【００４９】
コントローラは、中央処理部（ＣＰＵまたはＭＰＵ）とメモリ（メインメモリおよびキャッシュメモリ）とを有して独立したオペレーティングシステム（ＯＳ）によって動作する物理的なコンピュータであり、大容量記憶領域を実装している。コントローラには、液晶画面であるタッチパネル（図示せず）が接続されている。コントローラの大容量記憶領域には、給水ポンプ３２やガス給気ポンプ４８の設定出力、真空ポンプ１６の設定真空度、加熱手段１９の設定加熱温度、冷却水循環装置（チラー）１５の設定温度、長尺チューブ３６における混合ガスの設定貯蔵量が記憶（格納）されている。給水ポンプ３２及びガス給気ポンプ４８の設定出力や真空ポンプ１６の設定真空度、加熱手段１９の設定加熱温度、冷却水循環装置（チラー）１５の設定温度、長尺チューブ３６の設定貯蔵量は、タッチパネルにおいて自由に設定・変更することができる。
【００５０】
コントローラは、給水ポンプ３２におけるトリチウム汚染水の給水量（給水ポンプ３２の出力）を制御し、ガス給気ポンプ４８における混合ガスの給気量（ガス給気ポンプ４８の出力）を制御する。コントローラは、加熱手段１９における加熱温度（加熱手段１９の出力）を制御し、真空ポンプ１６における真空度（真空ポンプ１６の出力）を制御する。コントローラは、冷却水循環装置１５（チラー）における冷却温度（冷却水循環装置１５の出力）を制御し、給水バルブ３３や給気バルブ３４、混合ガス注入バルブ４９の発停を制御する。
【００５１】
図５は、稼働中のトリチウム汚染水処理システム１０Ａを示す図１と同様の図であり、図６は、稼働中の触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂを示す図２と同様の図である。図７は、トリチウム汚染水処理システム１０Ａにおけるガス化処理を説明する図である。トリチウム汚染水処理システム１０Ａにおけるガス化処理の手順の一例は、以下のとおりである。なお、以下の説明では、複数の分離塔１４が用意されているものとする。
【００５２】
トリチウム汚染水処理システム１０Ａを起動させるには、カセット２０の開閉蓋２６を開けてカセット２０の内部を開放し、カセット２０の内部に水酸化ナトリウム（ＮＡＯＨ）と水酸化カリウム（ＫＯＨ）とのうちの少なくとも一方（アルカリ金属の水酸化物２３）を収容するとともに、カセット２０の内部に粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒（紛状メタル触媒）、粒状オーステナイト系ステンレス鋼触媒（粒状メタル触媒）、板状オーステナイト系ステンレス鋼触媒（板状メタル触媒）、線状オーステナイト系ステンレス鋼触媒（線状メタル触媒）のうちの少なくとも１つ（オーステナイト系ステンレス鋼２４）を収容する。なお、カセット２０の内部には、水酸化ナトリウムと粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒（紛状メタル触媒）とが収容されたものとする。
【００５３】
水酸化ナトリウムと粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒（紛状メタル触媒）とを収容した後、カセット２０の開閉蓋２６を閉めてカセット２０の内部を気密に閉鎖し、水酸化ナトリウムと粉状オーステナイト系ステンレス鋼の粉状メタル触媒とをカセット２０の内部に封じ込める。次に、ケーシング１８の開閉蓋２２を開けてその内部を開放し、ケーシング１８の内部にカセット２０を収容するとともに、カセット２０の連結開口に水管路１７を気密に連結し、カセット２０の頂部２７に補充管路２９とガス管路３０とを連結した後、開閉蓋２２を閉めてケーシング１８の内部を気密に閉鎖する。
【００５４】
ケーシング１８にカセット２０を収容した後、コントローラのスイッチをＯＮにすると、コントローラに接続されたタッチパネルには、システム起動ボタンおよびＯＦＦボタンを表示した初期画面が表示（出力）される。ＯＦＦボタンをタップ（クリック）すると、コントローラがＯＦＦになる。初期画面のシステム起動ボタンをタップ（クリック）すると、タッチパネルには、設定値確認画面（図示せず）が表示（出力）される。
【００５５】
設定値確認画面には、給水ポンプ３２の設定出力を表示した給水ポンプ設定出力表示エリア、ガス給気ポンプ４８の設定出力を表示したガス給気ポンプ設定出力表示エリア、真空ポンプ１６の設定真空度を表示した真空ポンプ設定真空度表示エリア、加熱手段１９の設定加熱温度を表示した設定加熱温度表示エリア、冷却水循環装置１５（チラー）の設定温度を表示した設定温度表示エリア、確認ボタン、設定ボタン、キャンセルボタンが表示される。キャンセルボタンをタップ（クリック）すると、初期画面に戻る（以下のキャンセルボタンも同様）。
【００５６】
なお、各設定値を設定していない場合は、各表示エリアがブランクになる。各表示エリアに表示された設定値を変更または各表示エリアに新規に設定値を入力するには、設定値確認画面の設定ボタンをタップする。設定ボタンをタップすると、タッチパネルには、設定値入力画面（図示せず）が表示（出力）される。設定値入力画面には、給水ポンプ３２の設定出力を入力する給水ポンプ設定出力入力エリア、ガス給気ポンプ４８の設定出力を入力するガス給気ポンプ設定出力入力エリア、真空ポンプ１６の設定真空度を入力する真空ポンプ設定真空度入力エリア、加熱手段１９の設定加熱温度を入力する設定加熱温度入力エリア、冷却水循環装置１５（チラー）の設定温度を入力する設定温度入力エリア、設定登録ボタン、戻るボタン、キャンセルボタンが表示される。
【００５７】
なお、各入力エリアには、既に入力されている設定値が表示される。各入力エリアの設定値を変更（または新規入力）するには、各入力エリアに表示された設定値を変更入力（または新規入力）した後、設定登録ボタンをタップする。設定登録ボタンをタップすると、コントローラは、大容量記憶領域に記憶した設定値を各入力エリアに入力された設定値に更新した後、タッチパネルに設定値確認画面を表示（出力）される。
【００５８】
設定値を変更（または新規入力）した後、または、設定値に変更がない場合、設定値確認画面の確認ボタンをタップしてトリチウム汚染水処理システム１０Ａを起動させる。確認ボタンをタップすると、コントローラは、給水ポンプ３２の制御部に給水量設定信号（設定出力信号）及び起動信号を送信し、ガス給気ポンプ４８の制御部に給気量設定信号（設定出力信号）及び起動信号を送信する。コントローラは、加熱手段１９の制御部における加熱温度設定信号（設定出力信号）及び起動信号を送信し、真空ポンプ１６の制御部に真空度設定信号（設定出力信号）及び起動信号を送信する。コントローラは、冷却水循環装置１５（チラー）の制御部に冷却温度設定信号（設定出力信号）及び起動信号を送信し、ガス流量計４７の制御部に起動信号を送信する。コントローラは、給水バルブ３３の制御部や給気バルブ３４の制御部、混合ガス注入バルブ４９の制御部に開放信号（ＯＮ信号）を送信する。
【００５９】
コントローラから給水量設定信号（設定出力信号）及び起動信号を受信した給水ポンプ３２の制御部は、給水ポンプ３２を起動させるとともに、設定給水量で給水ポンプ３２を運転する。コントローラから給気量設定信号（設定出力信号）及び起動信号を受信したガス給気ポンプ４８の制御部は、ガス給気ポンプ４８を起動させるとともに、設定給気量でガス給気ポンプ４８を運転する。コントローラから加熱温度設定信号（設定出力信号）及び起動信号を受信した加熱手段１９の制御部は、加熱手段１９を起動させるとともに、設定加熱温度で加熱手段１９を運転する。
【００６０】
コントローラから真空度設定信号（設定出力信号）及び起動信号を受信した真空ポンプ１６の制御部は、真空ポンプ１６を起動させるとともに、設定真空度で真空ポンプ１６を運転する。コントローラから冷却温度設定信号（設定出力信号）及び起動信号を受信した冷却水循環装置１５（チラー）の制御部は、冷却水循環装置１５を起動させるとともに、設定冷却温度で冷却水循環装置１５を運転する。コントローラから起動信号を受信したガス流量計４７は、ガス管路４１に通流する混合ガスの流量測定を開始し、測定した流量をコントローラに送信する。
【００６１】
コントローラから開放信号（ＯＮ信号）を受信した給水バルブ３３の制御部は、給水バルブ３３の弁機構を開放し、水管路１７を開放する。コントローラから開放信号（ＯＮ信号）を受信した給気バルブ３４の制御部は、給気バルブ３４の弁機構を開放し、ガス管路３０を開放する。コントローラから開放信号（ＯＮ信号）を受信した混合ガス注入バルブ４９の制御部は、混合ガス注入バルブ４９の弁機構を開放し、ガス管路４１を開放する。コントローラは、ガス流量計４７が測定した混合ガスの流量および流量の積算値を表示した流量表示エリア、システムＯＦＦボタンをタッチパネルに表示する。システムＯＦＦボタンをタップすると、稼働中のトリチウム汚染水処理システム１０Ａが停止する。なお、補充バルブ３１やトリチウムガス排気バルブ４３、水素ガス排気バルブ４５の弁機構は、手動によって閉鎖されている。
【００６２】
給水ポンプ３２が起動し、給水バルブ３３の弁機構が開放されると、図５，６に矢印で示すように、汚染水貯水タンク１１に貯水されたトリチウム汚染水が給水ポンプ３２によって汚染水貯水タンク１１から水管路１７に流入し、給水バルブ３３を通過して第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂのカセット２０の内部に流入する。加熱手段１９が起動すると、加熱手段１９によって第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂのケーシング１８（カセット２０）が設定温度（４５０〜５５０℃の範囲、図７では、５００℃）に加熱される。
【００６３】
真空ポンプ１６が起動すると、設定真空度で運転された真空ポンプ１６によって真空引きが行われ、ケーシング１８（カセット２０）の内部の気圧が設定気圧（−０．１〜＋０．１ＭＰｓの範囲、図７では、−０．１ＭＰｓ）に保持される。冷却水循環装置１５（チラー）が起動すると、冷却水循環装置１５によって冷却塔３５が冷却され、さらに、冷却塔３５によって長尺チューブ３６が０〜５℃の範囲に冷却される。
【００６４】
ケーシング１８（カセット２０）の加熱温度が４５０℃未満であってケーシング１８（カセット２０）の内部の気圧が＋０．１ＭＰｓを超過すると、ケーシング１８（カセット２０）の内部における気層反応を促進することができず、トリチウム汚染水を速やかにガス化処理することができない。トリチウム汚染水処理システム１０Ａは、ケーシング１８（カセット２０）の加熱温度が前記範囲にあり、ケーシング１８（カセット２０）の内部の気圧が前記範囲にあるから、ケーシング１８（カセット２０）の内部における気層反応を促進することができ、トリチウム汚染水を速やかにガス化処理することができる。
【００６５】
トリチウム汚染水は、図６に矢印で示すように、水管路１７からカセット２０の開閉蓋２６の連結開口を通ってカセット２０の内部に流入する。カセット２０の内部（ケーシング１８の内部）では、そこに収容された水酸化ナトリウム（ＮＡＯＨ）（アルカリ金属の水酸化物２３）が溶融して溶融塩触媒となり、水酸化ナトリウム（ＮＡＯＨ）（溶融塩触媒）と粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒（紛状メタル触媒）（オーステナイト系ステンレス鋼２４）とが優れた触媒活性（触媒作用）を示し、トリチウム汚染水から酸素を分離し、図７に示すＮａＯＨ＋Ｆｅ＋Ｈ２Ｏ＋ＨＴＯ→ＮａＡＦｅＢＯＣＴＤ＋１．５Ｈ２＋ＨＴの気層反応によってトリチウム汚染水が水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスにガス化処理される。混合ガスには、微量の水蒸気が含まれている。
【００６６】
トリチウム汚染水処理システム１０Ａでは、分離された酸素が酸化物として水酸化ナトリウム（ＮＡＯＨ）（アルカリ金属の水酸化物２３）及び粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒（紛状メタル触媒）（オーステナイト系ステンレス鋼２４）に取り込まれている。また、トリチウムは、それの一定量が水酸化ナトリウム（ＮＡＯＨ）及び粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒（紛状メタル触媒）に取り込まれ、それ以上のトリチウムがトリチウムガス（ＨＴ）となってカセット２０の内部（ケーシングの内部）から流出する。なお、ガス化処理の過程において、補充バルブ３１を手動で開放し、補充管路２９から水酸化ナトリウム（ＮＡＯＨ）（アルカリ金属の水酸化物２３）をカセット２０（ケーシング１８）の内部に補充する。
【００６７】
給気バルブ３４の弁機構が開放され、ガス化処理によって発生した水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスがカセット２０の排気開口２８からケーシング１８に流出し、ケーシング１８からガス管路３０に流入し、給気バルブ３４を通ってコールドトラップ１３に流入する。コールドトラップ１３では、混合ガスに含まれる微量の水蒸気が液化され、液化された水蒸気（水）がコールドトラップ１３の外部に排水されるとともに、水蒸気が除去された混合ガスがコールドトラップ１３からガス管路４１に流入する。トリチウム汚染水処理システム１０Ａは、コールドトラップ１３によってカセット２０（ケーシング１８）から流出した混合ガスに含まれる水蒸気を液化することで、水蒸気を除去した水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスを取り出すことができる。
【００６８】
ガス管路４１に流入した混合ガスは、真空ポンプ１６を通ってガス流量計４７に流入し、流量計４７によってその流量が測定される。流量計４７は、測定した混合ガスの流量をコントローラに送信し、コントローラは、流量計４７から受信した混合ガスの流量および流量の積算値を時系列にタッチパネルに表示する。混合ガスは、ガス注入バルブ４９を通って長尺チューブ３６の内部に流入し、冷却塔３５の下端部３７から上端部３８に向かって長尺チューブ３６の内部を流動する。
【００６９】
なお、長尺チューブ３６に流入した混合ガスの流量（流量計４７によって測定された混合ガスの積算値）が長尺チューブ３６の設定貯蔵量に達した場合、コントローラは、混合ガス注入完了メッセージ及び分離塔交換メッセージ、分離塔交換完了ボタンをタッチパネルに表示するとともに、混合ガス注入バルブ４９の制御部に閉鎖信号（ＯＦＦ信号）を送信する。混合ガス注入バルブ４９の制御部は、コントローラから受信した閉鎖信号にしたがって混合ガス注入バルブ４９の弁機構を閉鎖し、混合ガスの長尺チューブ３６への流入を停止させる。
【００７０】
混合ガスが長尺チューブ３６の設定貯蔵量に達した分離塔１４は、長尺チューブ３６とガス管路４１との連結が解除されてシステム１０Ａから切り離され、所定の箇所に保管される。混合ガスが設定貯蔵量に達した分離塔１４をシステム１０Ａから切り離した後、長尺チューブ３６に混合ガスが存在しないあらたな分離塔１４をシステム１０Ａに連結する（入れ替える）。あらたな分離塔１４の長尺チューブ３６とガス管路４１とを連結し、あらたな分離塔１４をシステム１０Ａに接続した後、タッチパネルに表示された分離塔交換完了ボタンをタップする。
【００７１】
分離塔交換完了ボタンをタップすると、コントローラは、混合ガス注入バルブ４９の制御部に開放信号（ＯＮ信号）を送信する。混合ガス注入バルブ４９の制御部は、コントローラから受信した開放信号にしたがって混合ガス注入バルブ４９の弁機構を開放し、混合ガスの長尺チューブ３６への流入を再開させる。既述の手順によって第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂにおいて発生した混合ガスを複数の分離塔１４の長尺チューブ３６に順に貯蔵させる。
【００７２】
システム１０Ａから切り離されて保管された各分離塔１４の長尺チューブ３６の内部の混合ガスは、冷却水循環装置１５（チラー）によって冷却された長尺チューブ３６において０〜５℃の範囲に冷却されるとともに、長尺チューブ３６の内部に形成された凸部３９や凹部４０に衝突を繰り返しつつ、質量が重いトリチウムガス（ＨＴ）の運動速度が質量の軽い水素ガス（Ｈ２）よりも早く減速する。
【００７３】
それら長尺チューブ３６の内部では、混合ガスが所定温度の低温に冷却され、混合ガスがチューブ３６の凸部３９と凹部４０とに繰り返し衝突してその運動速度が減速することで、混合ガスが水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）とに次第に分離される。分離塔１４において分離されたトリチウムガスは、水素ガスよりも質量が重く、冷却塔３５の下端部３７に巻き付く長尺チューブ３６に位置する。分離塔１４において分離された水素ガスは、トリチウムガスよりも質量が軽く、冷却塔３５の下端部３７を除く残余の部位（中央部４６及び上端部３８）に巻き付く長尺チューブ３６に位置する。なお、分離塔１４（長尺チューブ３６）における混合ガスの分離時間は、長尺チューブ３６における混合ガスの設定貯蔵量よって異なるが、６〜２４時間である。
【００７４】
分離時間が経過した後、ガス線量測定装置（図示せず）を利用して長尺チューブ３６における水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）とを測定し、ガスの分離が完了したことを確認する。分離塔１４において水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との分離が完了した後、長尺チューブ３６の下端部に延びるトリチウムガス取り出し管路４２をトリチウムガス貯蔵タンクに連結し、長尺チューブ３６の上端部に延びる水素ガス取り出し管路４４を水素ガス貯蔵タンクに連結する。各管路４２，４４を各タンクに連結した後、トリチウムガス排気バルブ４３や水素ガス排気バルブ４５の弁機構を手動によって開放する。
【００７５】
トリチウムガス排気バルブ４３の弁機構を開放すると、トリチウムガスが長尺チューブ３６からトリチウムガス取り出し管路４２を通ってトリチウムガス貯蔵タンクに流入し、トリチウムガスがトリチウムガス貯蔵タンクに貯蔵される。水素ガス排気バルブ４５の弁機構を開放すると、水素ガスが長尺チューブ３６から水素ガス取り出し管路４４を通って水素ガス貯蔵タンクに流入し、水素ガスが水素ガス貯蔵タンクに貯蔵される。
【００７６】
汚染水貯水タンク１１に貯水されたトリチウム汚染水のすべてをガス化処理した後、タッチパネルに表示されたシステムＯＦＦボタンをタップし、トリチウム汚染水処理システム１０Ａを停止する。トリチウム汚染水処理システム１０Ａの停止においてコントローラは、給水ポンプ３２の制御部に停止信号を送信し、ガス給気ポンプ４８の制御部に停止信号を送信するとともに、加熱手段１９の制御部に停止信号を送信する。さらに、真空ポンプ１６の制御部に停止信号を送信し、冷却水循環装置１５（チラー）の制御部に停止信号を送信するとともに、ガス流量計４７の制御部に停止信号を送信する。コントローラは、給水バルブ３３の制御部や給気バルブ３４の制御部、混合ガス注入バルブ４９の制御部に閉鎖信号（ＯＦＦ信号）を送信する。コントローラは、システム停止メッセージをタッチパネルに表示する。
【００７７】
コントローラから停止信号を受信した給水ポンプ３２の制御部は、給水ポンプ３２を停止させ、コントローラから停止信号を受信したガス給気ポンプ４８の制御部は、ガス給気ポンプ４８を停止させるとともに、コントローラから停止信号を受信した加熱手段１９の制御部は、加熱手段１９を停止させる。コントローラから停止信号を受信した真空ポンプ１６の制御部は、真空ポンプ１６を停止させ、コントローラから停止信号を受信した冷却水循環装置１５（チラー）の制御部は、冷却水循環装置１５を停止させるとともに、コントローラから停止信号を受信したガス流量計４７は、流量測定４７を停止させる。コントローラから閉鎖信号（ＯＦＦ信号）を受信した給水バルブ３３の制御部や給気バルブ３４の制御部、混合ガス注入バルブ４９の制御部は、それらバルブ３３，３４，４９の弁機構を閉鎖する。
【００７８】
トリチウム汚染水処理システム１０Ａは、アルカリ金属の水酸化物２３（水酸化ナトリウムと水酸化カリウムとのうちの少なくとも一方）と、ＳＵＳ３０４とＳＵＳ３０４ＬとＳＵＳ３１６Ｌとのうちの少なくとも１つであるオーステナイト系ステンレス鋼２４（オーステナイト系ステンレス鋼を微粉砕された粉状メタル触媒、オーステナイト系ステンレス鋼を粒状に成形した粒状メタル触媒、オーステナイト系ステンレス鋼を板状に成形した板状メタル触媒、オーステナイト系ステンレス鋼を線状に成形した線状メタル触媒のうちの少なくとも１つ）とが第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂのカセット２０（ケーシング１８）の内部に収容され、トリチウム汚染水が触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂのカセット２０（ケーシング１８）の内部に注入され、加熱手段１９でカセット２０（ケーシング１８）を所定温度（４５０〜５５０℃）に加熱しつつ、アルカリ金属の水酸化物２３（溶融塩触媒）およびオーステナイト系ステンレス鋼２４（メタル触媒）の優れた触媒作用を利用し、カセット２０（ケーシング１８）の内部におけるＮａＯＨ＋Ｆｅ＋Ｈ２Ｏ＋ＨＴＯ→ＮａＡＦｅＢＯＣＴＤ＋１．５Ｈ２＋ＨＴの気層反応によってトリチウム汚染水が水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスにガス化処理されるから、トリチウム汚染水からトリチウムをトリチウムガスとして確実に分離することができ、トリチウム汚染水からトリチウムを完全に除去することができる。
【００７９】
トリチウム汚染水処理システム１０Ａは、それらの形態のオーステナイト系ステンレス鋼２４のメタル触媒とアルカリ金属の水酸化物２３（水酸化ナトリウムと水酸化カリウムとのうちの少なくとも一方）の溶融塩触媒とを使用してトリチウム汚染水をガス化処理することで大量の水素ガスが発生し、その水素ガスを燃料として使用することができ、トリチウム汚染水からトリチウムを除去しつつ大量の水素ガス燃料を生成することができる。
【００８０】
トリチウム汚染水処理システム１０Ａは、第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂのカセット２０（ケーシング１８）において発生した水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスが分離塔１４において水素ガスとトリチウムガスとに分離され、トリチウムガスが冷却塔３５の下端部３７に巻き付く長尺チューブ３６に位置し、水素ガスが冷却塔３５の下端部３７を除く残余の部位に巻き付く長尺チューブ３６に位置するから、それら触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂにおいて発生した混合ガスを分離塔１４において水素ガスとトリチウムガスとに確実に分離することができ、水素ガスのみを燃料として取り出すことができるとともに、トリチウムガスを取り出すことで、トリチウム汚染水からトリチウムを完全に除去することができる。
【００８１】
トリチウム汚染水処理システム１０Ａは、第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂにおいてトリチウム汚染水をガス化処理することで発生した水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスが長尺チューブ３６の内部に流入し、水素ガスとトリチウムガスとの混合ガスが長尺チューブ３６の内部に形成された凸部３９や凹部４０に衝突を繰り返し、質量が重いトリチウムガスの運動速度が質量の軽い水素ガスよりも早く減速し、トリチウムガスを冷却塔３５の下端部３７に巻き付く長尺チューブ３６に位置させることができ、水素ガスを冷却塔３５の下端部３７を除く残余の部位に巻き付く長尺チューブ３６に位置させることができる。
【００８２】
図８は、稼働中のトリチウム汚染水処理システムの１０Ｂ他の一例を示す図である。このトリチウム汚染水処理システム１０Ｂが図１のそれと異なるところは、トリチウム汚染水を蒸気化してトリチウム汚染蒸気を作る蒸気発生装置５０を有する点、蒸気発生装置５０によって作られたトリチウム汚染蒸気をカセット２０（ケーシング１８）に供給する点にあり、その他の構成は図１のトリチウム汚染水処理システム１０Ａのそれらと同一であるから、図１のトリチウム汚染水処理システム１０Ａと同一の符号を付すとともに、図１のシステム１０Ａの説明を援用することで、このトリチウム汚染水処理システム１０Ｂのその他の構成の詳細な説明は省略する。
【００８３】
トリチウム汚染水処理システム１０Ｂは、図１のそれと同様に、トリチウムを含むトリチウム汚染蒸気からトリチウムをトリチウムガス（ＨＴ）として取り出し、トリチウム汚染蒸気からトリチウムを除去する。トリチウム汚染水処理システム１０Ｂは、汚染水貯水タンク１１と蒸気発生装置５０と第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂとコールドトラップ１３と分離塔１４と冷却水循環装置１５（チラー）と真空ポンプ１６とから形成されている。
【００８４】
汚染水貯水タンク１１や第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂ、コールドトラップ１３、分離塔１４、冷却水循環装置１５（チラー）、真空ポンプ１６は、図１のトリチウム汚染水処理システム１０Ａのそれらと同一である。カセット２０（ケーシング１８）の内部に収容されるアルカリ金属の水酸化物２３やオーステナイト系ステンレス鋼２４は、図１のトリチウム汚染水処理システム１０Ａのそれらと同一である。ケーシング１８（カセット２０）の加熱温度（４５０〜５５０℃の範囲）やケーシング１８（カセット２０）の内部の気圧（−０．１〜＋０．１ＭＰｓの範囲）、冷却水循環装置１５（チラー）の冷却温度（０〜５℃の範囲）は、図１のトリチウム汚染水処理システム１０Ａのそれらと同一である。
【００８５】
蒸気発生装置５０は、汚染水貯水タンク１１と第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂとの間に位置し、水管路１７によって汚染水貯水タンク１１に連結され、蒸気管路５１（パイプ）によって第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂ（カセット２０）に連結されている。蒸気発生装置５０は、汚染水貯水タンク１１から給水されたトリチウム汚染水を加熱してトリチウム汚染蒸気にする。蒸気発生装置５０は、その制御部がインターフェイスを介して図示しないコントローラに接続されている。
【００８６】
トリチウム汚染水処理システム１０Ｂにおけるガス化処理の手順の一例は、以下のとおりである。なお、以下の説明では、複数の分離塔１４が用意されているものとする。カセット２０の開閉蓋２６を開けてカセット２０の内部を開放し、カセット２０の内部に水酸化ナトリウム（ＮＡＯＨ）（アルカリ金属の水酸化物２３）を収容するとともに、カセット２０の内部に粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒（紛状触媒）（オーステナイト系ステンレス鋼２４）を収容する。水酸化ナトリウムと粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒（紛状触媒）とをカセット２０の内部に収容した後、カセット２０の開閉蓋２６を閉めてカセット２０の内部を気密に閉鎖する。ケーシング１８の開閉蓋２２を開けてその内部を開放し、ケーシング１８の内部にカセット２０を収容するとともに、カセット２０の連結開口に蒸気管路５１を気密に接続し、カセット２０の頂部２７に補充管路２９とガス管路３０とを連結した後、開閉蓋２２を閉めてケーシング１８の内部を気密に閉鎖する。
【００８７】
ケーシング１８にカセット２０を収容した後、コントローラのスイッチをＯＮにすると、システム起動ボタンおよびＯＦＦボタンを表示した初期画面がコントローラに接続されたタッチパネルに表示（出力）される。初期画面のシステム起動ボタンをタップ（クリック）すると、図１のシステム１０Ａと同様の設定値確認画面がタッチパネルに表示（出力）される。図１のシステム１０Ａと同様の設定値入力画面において設定値を変更（または新規入力）した後、または、設定値に変更がない場合、設定値確認画面の確認ボタンをタップしてシステム１０Ｂを起動させる。
【００８８】
設定値確認画面の確認ボタンをタップすると、コントローラは、給水ポンプ３２の制御部に給水量設定信号（設定出力信号）及び起動信号を送信し、蒸気発生装置５０の制御部に蒸気量設定信号（設定出力信号）及び起動信号を送信するとともに、ガス給気ポンプ４８の制御部に給気量設定信号（設定出力信号）及び起動信号を送信する。コントローラは、加熱手段１９の制御部における加熱温度設定信号（設定出力信号）及び起動信号を送信し、真空ポンプ１６の制御部に真空度設定信号（設定出力信号）及び起動信号を送信する。コントローラは、冷却水循環装置１５（チラー）の制御部に冷却温度設定信号（設定出力信号）及び起動信号を送信し、ガス流量計４７の制御部に起動信号を送信する。コントローラは、給水バルブ３３の制御部や給気バルブ３４の制御部、混合ガス注入バルブ４９の制御部に開放信号（ＯＮ信号）を送信する。
【００８９】
コントローラから給水量設定信号（設定出力信号）及び起動信号を受信した給水ポンプ３２の制御部は、給水ポンプ３２を起動させるとともに、設定給水量で給水ポンプ３２を運転する。コントローラから蒸気量設定信号（設定出力信号）及び起動信号を受信した蒸気発生装置５０の制御部は、蒸気発生装置５０を起動させるとともに、設定蒸気量で蒸気発生装置５０を運転する。コントローラから給気量設定信号（設定出力信号）及び起動信号を受信したガス給気ポンプ４８の制御部は、ガス給気ポンプ４８を起動させるとともに、設定給気量でガス給気ポンプ４８を運転する。コントローラから加熱温度設定信号（設定出力信号）及び起動信号を受信した加熱手段１９の制御部は、加熱手段１９を起動させるとともに、設定加熱温度で加熱手段１９を運転する。
【００９０】
コントローラから真空度設定信号（設定出力信号）及び起動信号を受信した真空ポンプ１６の制御部は、真空ポンプ１６を起動させるとともに、設定真空度で真空ポンプ１６を運転する。コントローラから冷却温度設定信号（設定出力信号）及び起動信号を受信した冷却水循環装置１５（チラー）の制御部は、冷却水循環装置１５を起動させるとともに、設定冷却温度で冷却水循環装置１５を運転する。コントローラから起動信号を受信したガス流量計４７は、ガス管路４１に通流する混合ガスの流量測定を開始し、測定した流量をコントローラに送信する。
【００９１】
コントローラから開放信号（ＯＮ信号）を受信した給水バルブ３３の制御部は、給水バルブ３３の弁機構を開放し、水管路１７及び蒸気管路５１を開放する。コントローラから開放信号（ＯＮ信号）を受信した給気バルブ３４の制御部は、給気バルブ３４の弁機構を開放し、ガス管路３０を開放する。コントローラから開放信号（ＯＮ信号）を受信した混合ガス注入バルブ４９の制御部は、混合ガス注入バルブ４９の弁機構を開放し、ガス管路４１を開放する。コントローラは、ガス流量計４７が測定した混合ガスの流量および流量の積算値を表示した流量表示エリア、システムＯＦＦボタンをタッチパネルに表示する。
【００９２】
給水ポンプ３２が起動し、給水バルブ３３の弁機構が開放されると、図８に矢印で示すように、汚染水貯水タンク１１に貯水されたトリチウム汚染水が給水ポンプ３２によって汚染水貯水タンク１１から水管路１７を通って蒸気発生装置５０に流入する。蒸気発生装置５０によってトリチウム汚染水が加熱されてトリチウム汚染蒸気になり、トリチウム汚染蒸気が蒸気管路５１を通って給水バルブ３３を通過し、第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂに流入する。加熱手段１９が起動すると、加熱手段１９によって第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂのケーシング１８（カセット２０）が設定温度（４５０〜５５０℃の範囲、図７では、５００℃）に加熱される。
【００９３】
真空ポンプ１６が起動すると、設定真空度で運転する真空ポンプ１６によって真空引きが行われ、ケーシング１８（カセット２０）の内部の気圧が設定気圧（−０．１〜＋０．１ＭＰｓの範囲、図７では、−０．１ＭＰｓ）に保持される。冷却水循環装置１５（チラー）が起動すると、冷却水循環装置１５によって冷却塔が冷却され、さらに、冷却塔３５によって長尺チューブ３６が０〜５℃の範囲に冷却される。
【００９４】
トリチウム汚染蒸気は、蒸気管路５１からカセット２０の開閉蓋２６の連結開口を通ってカセット２０の内部に流入する。カセット２０の内部（ケーシング１８の内部）では、そこに収容された水酸化ナトリウム（ＮＡＯＨ）（アルカリ金属の水酸化物２３）が溶融して溶融塩触媒となり、水酸化ナトリウム（ＮＡＯＨ）（溶融塩触媒）と粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒（紛状触媒）（オーステナイト系ステンレス鋼２４）とが優れた触媒活性（触媒作用）を示し、トリチウム汚染蒸気から酸素を分離し、図７に示すＮａＯＨ＋Ｆｅ＋Ｈ２Ｏ＋ＨＴＯ→ＮａＡＦｅＢＯＣＴＤ＋１．５Ｈ２＋ＨＴの気層反応によってトリチウム汚染蒸気が水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスにガス化処理される。混合ガスには、微量の水蒸気が含まれている。
【００９５】
トリチウム汚染水処理システム１０Ｂでは、分離された酸素が酸化物として水酸化ナトリウム（ＮＡＯＨ）（アルカリ金属の水酸化物２３）及び粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒（紛状触媒）（オーステナイト系ステンレス鋼２４）に取り込まれている。また、トリチウムは、それの一定量が水酸化ナトリウム（ＮＡＯＨ）及び粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒（紛状触媒）に取り込まれ、それ以上のトリチウムがトリチウムガス（ＨＴ）となってカセット２０の内部（ケーシング１８の内部）から流出する。なお、ガス化処理の過程において、補充バルブ３１を手動で開放し、補充管路２９から水酸化ナトリウム（ＮＡＯＨ）（アルカリ金属の水酸化物２３）をカセット２０（ケーシング１８）の内部に補充する。
【００９６】
ガス化処理によって発生した水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスがカセット２０（ケーシング１８）からガス管路３０に流入し、給気バルブ３４を通ってコールドトラップ１３に流入する。コールドトラップ１３では、混合ガスに含まれる微量の水蒸気が液化され、液化された水蒸気（水）がコールドトラップ１３の外部に排水されるとともに、水蒸気が除去された混合ガスがコールドトラップ１３からガス管路４１に流入する。トリチウム汚染水処理システム１０Ｂは、コールドトラップ１３によってカセット２０（ケーシング１８）から流出した混合ガスに含まれる水蒸気を液化することで、水蒸気を除去した水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスを取り出すことができる。
【００９７】
ガス管路４１に流入した混合ガスは、真空ポンプ１６を通ってガス流量計４７に流入し、流量計４７によってその流量が測定される。コントローラは、ガス流量計４７から受信した混合ガスの流量および流量の積算値を時系列にタッチパネルに表示する。混合ガスは、ガス注入バルブ４９を通って長尺チューブ３６の内部に流入し、冷却塔３５の下端部３７から上端部３８に向かって長尺チューブ３６の内部を流動する。長尺チューブ３６に流入した混合ガスの流量（流量計４７によって測定された混合ガスの積算値）が長尺チューブ３６の設定貯蔵量に達した場合、コントローラは、混合ガス注入バルブ４９の制御部に閉鎖信号（ＯＦＦ信号）を送信し、混合ガス注入バルブ４９の制御部は、閉鎖信号にしたがって混合ガス注入バルブ４９の弁機構を閉鎖し、混合ガスの長尺チューブ３６への流入を停止させる。
【００９８】
図１のシステム１０Ａと同様に、混合ガスが設定貯蔵量に達した分離塔１４は、システム１０Ｂから切り離され、所定の箇所に保管される。混合ガスが設定貯蔵量に達した分離塔１４をシステム１０Ｂから切り離した後、長尺チューブ３６に混合ガスが存在しないあらたな分離塔１４をシステム１０Ｂに連結する（入れ替える）。あらたな分離塔１４をシステム１０Ｂに接続した後、タッチパネルに表示された分離塔交換完了ボタンをタップすると、コントローラは、混合ガス注入バルブ４９の制御部に開放信号（ＯＮ信号）を送信する。混合ガス注入バルブ４９の制御部は、コントローラから受信した開放信号にしたがって混合ガス注入バルブ４８の弁機構を開放し、混合ガスの長尺チューブ３６への流入を再開させる。
【００９９】
システム１０Ｂから切り離されて保管された各分離塔１４の長尺チューブ３６の内部の混合ガスは、冷却水循環装置１５（チラー）によって冷却された長尺チューブ３６において０〜５℃の範囲に冷却されるとともに、長尺チューブ３６の内部に形成された凸部３８や凹部４０に衝突を繰り返しつつ、質量が重いトリチウムガス（ＨＴ）の運動速度が質量の軽い水素ガス（Ｈ２）よりも早く減速する。それら長尺チューブ３６の内部では、混合ガスが所定温度の低温に冷却され、混合ガスがチューブ３６の凸部３９と凹部４０とに繰り返し衝突してその運動速度が減速することで、混合ガスが水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）とに次第に分離される。分離塔１４において分離されたトリチウムガスは、水素ガスよりも質量が重く、冷却塔３５の下端部３７に巻き付く長尺チューブ３６に位置する。分離塔１４において分離された水素ガスは、トリチウムガスよりも質量が軽く、冷却塔３５の下端部３７を除く残余の部位（中央部４６及び上端部３８）に巻き付く長尺チューブ３６に位置する。
【０１００】
分離時間が経過した後、ガス線量測定装置（図示せず）を利用して長尺チューブ３６における水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）とを測定し、ガスの分離が完了したことを確認する。分離塔１４において水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との分離が完了した後、長尺チューブ３６の下端部に延びるトリチウムガス取り出し管路４２をトリチウムガス貯蔵タンクに連結し、長尺チューブ３６の上端部に延びる水素ガス取り出し管路４４を水素ガス貯蔵タンクに連結する。各管路４２，４４を各タンクに連結した後、トリチウムガス排気バルブ４３や水素ガス排気バルブ４５の弁機構を手動によって開放することで、トリチウムガスがトリチウムガス貯蔵タンクに流入してトリチウムガス貯蔵タンクに貯蔵され、水素ガスが水素ガス貯蔵タンクに流入して水素ガス貯蔵タンクに貯蔵される。汚染水貯水タンク１１に貯水されたトリチウム汚染水のすべてをガス化処理した後、タッチパネルに表示されたシステムＯＦＦボタンをタップし、トリチウム汚染水処理システム１０Ｂを停止する。トリチウム汚染水処理システム１０Ｂの停止は、図１のシステム１０Ａのそれと同一である。
【０１０１】
トリチウム汚染水処理システム１０Ｂは、アルカリ金属の水酸化物２３（水酸化ナトリウムと水酸化カリウムとのうちの少なくとも一方）と、ＳＵＳ３０４とＳＵＳ３０４ＬとＳＵＳ３１６Ｌとのうちの少なくとも１つであるオーステナイト系ステンレス鋼２４（オーステナイト系ステンレス鋼を微粉砕された粉状メタル触媒、オーステナイト系ステンレス鋼を粒状に成形した粒状メタル触媒、オーステナイト系ステンレス鋼を板状に成形した板状メタル触媒、オーステナイト系ステンレス鋼を線状に成形した線状メタル触媒のうちの少なくとも１つ）とが第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂのカセット２０（ケーシング１８）の内部に収容され、トリチウム汚染蒸気が触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂのカセット２０（ケーシング１８）の内部に注入され、加熱手段１９でカセット２０（ケーシング１８）を所定温度（４５０〜５５０℃）に加熱しつつ、アルカリ金属の水酸化物２３（溶融塩触媒）およびオーステナイト系ステンレス鋼２４（メタル触媒）の優れた触媒作用を利用し、カセット２０（ケーシング１８）の内部におけるＮａＯＨ＋Ｆｅ＋Ｈ２Ｏ＋ＨＴＯ→ＮａＡＦｅＢＯＣＴＤ＋１．５Ｈ２＋ＨＴの気層反応によってトリチウム汚染蒸気が水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスにガス化処理されるから、トリチウム汚染蒸気からトリチウムをトリチウムガスとして確実に分離することができ、トリチウム汚染蒸気からトリチウムを完全に除去することができる。
【０１０２】
トリチウム汚染水処理システム１０Ｂは、それらの形態のオーステナイト系ステンレス鋼２４のメタル触媒とアルカリ金属の水酸化物（水酸化ナトリウムと水酸化カリウムとのうちの少なくとも一方）の溶融塩触媒とを使用してトリチウム汚染蒸気をガス化処理することで大量の水素ガスが発生し、その水素ガスを燃料として使用することができ、トリチウム汚染蒸気からトリチウムを除去しつつ大量の水素ガス燃料を生成することができる。
【０１０３】
トリチウム汚染水処理システム１０Ｂは、第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂのカセット２０（ケーシング１８）において発生した水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスが分離塔１４において水素ガスとトリチウムガスとに分離され、トリチウムガスが冷却塔３５の下端部３７に巻き付く長尺チューブ３６に位置し、水素ガスが冷却塔３５の下端部３７を除く残余の部位に巻き付く長尺チューブ３６に位置するから、それら触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂにおいて発生した混合ガスを分離塔１４において水素ガスとトリチウムガスとに確実に分離することができ、水素ガスのみを燃料として取り出すことができるとともに、トリチウムガスを取り出すことで、トリチウム汚染蒸気からトリチウムを完全に除去することができる。
【０１０４】
トリチウム汚染水処理システム１０Ｂは、第１及び第２触媒反応炉１２Ａ，１２Ｂにおいてトリチウム汚染蒸気をガス化処理することで発生した水素ガス（Ｈ２）とトリチウムガス（ＨＴ）との混合ガスが長尺チューブ３６の内部に流入し、水素ガスとトリチウムガスとの混合ガスが長尺チューブ３６の内部に形成された凸部３９や凹部４０に衝突を繰り返し、質量が重いトリチウムガスの運動速度が質量の軽い水素ガスよりも早く減速し、トリチウムガスを冷却塔３５の下端部３７に巻き付く長尺チューブ３６に位置させることができ、水素ガスを冷却塔３５の下端部３７を除く残余の部位に巻き付く長尺チューブ３６に位置させることができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１０Ａ  トリチウム汚染水処理システム
１０Ｂ  トリチウム汚染水処理システム
１１    汚染水貯水タンク
１２Ａ  第１触媒反応炉
１２Ｂ  第２触媒反応炉
１３    コールドトラップ
１４    分離塔
１５    冷却水循環装置（チラー）
１６    真空ポンプ
１７    水管路
１８    ケーシング
１９    加熱手段
２０    カセット
２１    後端部
２２    開閉蓋
２３    アルカリ金属の水酸化物
２４    オーステナイト系ステンレス鋼
２５    後端部
２６    開閉蓋
２７    頂部
２８    排気開口
２９    補充管路
３０    ガス管路
３１    補充バルブ
３２    給水ポンプ
３３    給水バルブ
３４    給気バルブ
３５    冷却塔
３６    長尺チューブ
３７    下端部
３８    上端部
３９    凸部
４０    凹部
４１    ガス管路
４２    トリチウムガス取り出し管路
４３    トリチウムガス排気バルブ
４４    管路
４５    水素ガス排気バルブ
４６    中央部
４７    ガス流量計
４８    ガス給気ポンプ
４９    混合ガス注入バルブ
５０    蒸気発生装置
５１    蒸気管路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020008431.tif 000008
【図７】
2020008431.tif 000009
【図８】
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