AbstractSelective absorption of hydrogen isotopes in an inert gas such as helium or argon is an important operation in the fuel cycle of a DT fusion reactor. A process utilizing a zirconium-vanadium particle bed was investigated experimentally and numerically as one of the most effective methods for hydrogen isotope absorption. The diffusion equation in the solid and the material balance equation in the bed were computed simultaneously. It was found that the numerical results are in good agreement with experimental data for various bed conditions. The hydrogen concentrations at the outlet of the bed were less than I ppm and ZrV2 can absorb comparatively large amounts of hydrogen (the maximum amount of this work is ZrV2H2.9). Apparently no significant pulverization occurred and the rates of absorption and desorption were reproduced regardless of the number of cycles. The absorption and desorption rates of hydrogen isotopes were found to be fast enough for this method to be used as a hydrogen recovery process in the fuel cycle of the fusion reactor.
不活性ガスであるヘリウムやアルゴン中での水素同位体の選択的吸收は、D-T核融合炉の燃料サイクルにおける重要な操作である。ジルコニウム-バナジウム粒子充填層を利用するプロセスを、水素同位体吸收の最も効果的な方法の一つとして実験的および数値的に調査した。固体内の拡散方程式と充填層内の物質収支を同時に計算した。種々の充填層条件に対する数値計算結果は実験データと良好に一致することが見出された。充填層出口における水素濃度は1 ppm未満であり、ZrV2は比較的多量の水素を吸收できることが示された（本研究における最大吸收量はZrV2H2.9である）。顕著な粉化は発生せず、吸收および放出速度はサイクル数に関係なく再現された。水素同位体の吸收および放出速度は、核融合炉の燃料サイクルにおける水素回収プロセスとして使用するのに十分速いことが見出された。