(57)【要約】【課題】環境水中などに含まれるトリチウムなどのように、極めて微量の同位体を高効率で濃縮することのできる新規な方法を提供する。【解決手段】２Ｔ以上の強度を有する磁場下において電解濃縮を行ない、トリチウムなどの所定の同位体を濃縮する。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
２Ｔ以上の強度を有する磁場下において電解濃縮を行ない、所定の同位体を濃縮するようにしたことを特徴とする、同位体濃縮方法。
【請求項２】
前記磁場の強度が２．５Ｔ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の同位体濃縮方法。
【請求項３】
前記電解濃縮における電解電流の向きと、前記磁場の向きとを同一にしたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の同位体濃縮方法。
【請求項４】
前記電解濃縮はＳＰＥ法を用いて行なうことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載の同位体濃縮方法。
【請求項５】
前記電解濃縮は水に対して行なわれ、トリチウムの濃縮を実行するようにしたことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載の同位体濃縮方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同位体濃縮方法に関し、詳しくは雨水や河川水などに含まれる環境中のトリチウム（Ｔ）濃度の濃縮に対して好ましく用いることのできる同位体濃縮方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
雨水や河川水などに含まれる環境水中のトリチウム（Ｔ）などを濃縮するに対しては、その濃度が極めて低いため、一般の液体シンチレーション計数法（液シン法）を用いた方法では困難である。したがって、現在においては、主として電解法を用いて前記トリチウムなどの濃縮を実施している。しかしながら、試料水中のトリチウム濃度の濃縮率の目安となるトリチウム分離係数（βａ）が変動しやすく、信頼性に劣るなどの問題があった。また、使用する電極表面の状態の変化や各種沈殿物が生じ、実験の都度、電極や電解槽の洗浄を実施しなければならないという問題があった。
【０００３】
また、近年においては、固体高分子電解質膜（ＳＰＥ）を用いた電解法（ＳＰＥ法）が開発され、試料水を直接電解し、電極や電解槽を洗浄することなく、連続した電解濃縮操作を可能ならしめている。この結果、トリチウム分離係数（βａ）の変動の度合いも減少し、安定した電解操作を実行することができる。しかしながら、環境水中などにおけるように、トリチウム濃度が極めて低い場合などにおいては、十分なトリチウム分離係数（βａ）を得ることができず、前記環境水中におけるトリチウム濃度を十分に濃縮することができない場合があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、環境水中などに含まれるトリチウムなどのように、極めて微量の同位体を高効率で濃縮することのできる新規な方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明は、２Ｔ以上の強度を有する磁場下において電解濃縮を行ない、所定の同位体を濃縮するようにしたことを特徴とする、同位体濃縮方法に関する。
【０００６】
本発明者らは、上記問題を解決すべく鋭意検討を実施した。その結果、上述したような従来の電解濃縮を所定の強磁場下で実施することにより、濃縮すべく同位体が環境中に比較的微量しか含まれない場合においても、前記同位体を十分に濃縮できることを見出したものである。したがって、環境水中に微量に含まれるトリチウムに対して十分なトリチウム分離係数（βａ）を得ることができ、前記環境水中におけるトリチウム濃度を十分に濃縮することができるようになる。
【０００７】
本発明のその他の特徴、及び本発明の製造方法については発明の実施の形態において詳述する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を発明の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
本発明においては、同位体の電解濃縮を２Ｔ以上の強度の磁場下で行なうことが好ましく、さらには２．５Ｔ以上、特には３Ｔ以上の強度の磁場下で行なうことが好ましい。これによって、所望する同位体の濃縮率を向上させることができ、例えば、環境水中に微量に存在するトリチウムの濃縮などをより効果的に効率良く実行することができる。
【０００９】
また、電解濃縮における電解電流の向きと、前記磁場の向きとは同一であることが好ましい。これによって、所望する同位体の濃縮をより効果的に実施することができる。例えば、環境水中に微量に存在するトリチウムのトリチウム分離係数（βａ）を増大させて、前記トリチウムの濃縮をより効果的に実施することができるようになる。
【００１０】
図１は、本発明の方法において好ましく用いることのできるＳＰＥ法の装置を概略的に示すものである。図１に示すＳＰＥ装置１０においては、中央部にＳＰＥ１が設けられており、ＳＰＥ１の両端側にはＤＣ電源２が接続されて、左側がカソード、右側がアノードとなっている。また、ＳＰＥ装置１０にはチューブ３及び４が設けられており、電解に供するための、例えば水などをチューブ３から導入し、電解に預からなかった残留水をチューブ４から排水するようにしている。さらに、ＳＰＥ装置１０には、電解反応によって生じた気体を外部へ放出するためのチューブ５及び６が設けられている。
【００１１】
本発明においてＳＰＥ法を用いる場合については、図１に示すＳＰＥ装置を本発明の要件を満足する強度を有する磁場下に配置する。そして、好ましくはＳＰＥ装置内に生じる電解電流の向きと、前記磁場の向きとが同一方向となるようにする。
【００１２】
図１に示すＳＰＥ装置を用いて水に対する電解濃縮を実施する場合、最初の段階においては、ＳＰＥ１の両側におけるアノード及びカソードでは以下のような反応式に基づく化学反応が生じる。
アノード：２ＯＨ――２ｅ−→Ｈ２Ｏ＋１／２Ｏ２↑
カソード：２＋＋２ｅ−→Ｈ２↑
【００１３】
アノード側で生成した酸素はチューブ６を通じて外部へ排出され、カソード側で生成した水素はチューブ５を通じて外部へ排出される。
【００１４】
トリチウムなどは電解されにくく、電解後においても水中に残留するようになる。したがって、トリチウムの電解濃縮を実行ならしめることができるようになる。
【００１５】
図２は、図１に示すようなＳＰＥ装置を用い、電解電流の向きと磁場の向きとが同一となるようにして、水中のトリチウムを電解濃縮した場合の、前記磁場強度とトリチウムの濃縮度合いを示すグラフである。
【００１６】
図２から明らかなように、磁場の大きさが１．８Ｔ程度まではトリチウム分離係数（βａ）に顕著な差異は見られないが、１．８Ｔを超えて２Ｔ以上となると、トリチウム分離係数（βａ）が顕著に増大し、トリチウムの濃縮度合いが顕著に向上していることが分かる。
【００１７】
以上、具体例を挙げながら発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。例えば、上記においては、電解濃縮としてＳＰＥ法を用いた場合について詳述したが、本発明は、その他の公知の電解濃縮技術に対して適用することができる。また、上記においては、水中に存在するトリチウムの濃縮について詳述しているが、本発明はその他の同位体の濃縮に対しても適用することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、環境水中などに含まれるトリチウムなどのように、極めて微量の同位体を高効率で濃縮することのできる新規な方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＳＰＥ装置の一例を概略的に示す構成図である。
【図２】本発明の方法を用いてトリチウムの濃縮を実施した場合の、磁場強度とトリチウム分離係数（βａ）との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１　固体高分子電解質膜（ＳＰＥ）
２　ＤＣ電源
３〜６　チューブ
１０　ＳＰＥ装置
【図１】
2004089910.tif 000002
【図２】
2004089910.tif 000003