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公開番号2025127749
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-02
出願番号2024024641
出願日2024-02-21
発明の名称放射化ベリリウムのリサイクル方法及び装置、放射性電池の製造方法及び装置、並びに放射性電池
出願人株式会社千代田テクノル
代理人弁理士法人MTS国際特許事務所
主分類G21F 9/30 20060101AFI20250826BHJP(核物理;核工学)
要約【課題】放射化ベリリウムリサイクルの全工程を、取扱いが困難で危険性が高いシランガスを用いることなく乾式で連続的に且つ迅速に行えるようにすると共に、リサイクルされた放射化ベリリウムを利用して放射性電池を提供する。
【解決手段】放射化ベリリウム(12)を脈動するハロゲンガス(20+21)と乾式で反応させてハロゲン化ベリリウム(22)を生産性を高めて生成させ、生成したハロゲン化ベリリウム(22)を水素ガス(40)を用いて乾式で金属ベリリウム(32)に還元する。また、前記リサイクル方法で回収された放射化ベリリウム(38)に対してレーザ光(42)を照射し、原子番号9と10のベリリウムを同位体分離して原子番号10のベリリウムを含む放射性電池60を得る。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
放射化ベリリウムを脈動するハロゲンガスと乾式で反応させてハロゲン化ベリリウムを生成させる第一工程と、
生成したハロゲン化ベリリウムを水素ガスを用いて乾式で金属ベリリウムに還元する第二工程と、
を含むことを特徴とする放射化ベリリウムのリサイクル方法。
続きを表示（約 540 文字）【請求項２】
放射化ベリリウムとハロゲンガスを乾式で反応させてハロゲン化ベリリウムを生成させる手段と、
前記ハロゲンガスを脈動させる手段と、
生成したハロゲン化ベリリウムを水素ガスと反応させて還元し、金属ベリリウムとする手段と、
を備えたことを特徴とする放射化ベリリウムのリサイクル装置。
【請求項３】
請求項１に記載のリサイクル方法で回収された放射化ベリリウムを含むことを特徴とする放射性電池。
【請求項４】
請求項１に記載のリサイクル方法で回収された放射化ベリリウムに対してレーザ光を照射し、原子番号９と１０のベリリウムを同位体分離して原子番号１０のベリリウムを含む放射性電池を得ることを特徴とする放射性電池の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法で製造されたことを特徴とする放射性電池。
【請求項６】
請求項２に記載のリサイクル装置と、
該リサイクル装置で回収された放射化ベリリウムに対してレーザ光を照射し、原子番号９と１０のベリリウムを同位体分離して原子番号１０のベリリウムを含む放射性電池を得る手段と、
を備えたことを特徴とする放射性電池の製造装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、中性子照射によって放射化した使用済みベリリウムから放射化された不純物等を除去してベリリウムを回収し、その再利用化を図る放射化ベリリウムのリサイクル方法及び装置、回収したベリリウムを利用した放射性電池の製造方法及び装置、並びに放射性電池に関するものである。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
核融合炉では、中性子増倍材として１基当たり約２００トンのベリリウム金属が使用される。ベリリウムはレアメタルであり、世界中で年間製造量は約２５０トンしかないため、リサイクルしないと核融合炉では持続的に使用できない。
【０００３】
そこで、発明者の一人は特許文献１において、放射化ベリリウムから、ハロゲンガスを用いて高純度のハロゲン化ベリリウムを生成させる第一工程と、ハロゲン化ベリリウムを金属ベリリウムに還元する第二工程とからなる放射化ベリリウムのリサイクル方法を提案している。
【０００４】
また、放射線を用いた発電に関して、非特許文献１にストロンチウムＳｒを利用したＣｏｌｅｍａｎの放射性電池が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第３１９０００５号公報
特許第６９１４５４４号公報
【非特許文献】
【０００６】
材料試験第５巻第３９号（昭和３１年１２月）９２～９５頁（第２図）
Ｊ．Ｂｅｈｌｅｒ，ａｎｄＭ．Ｐａｒｒｉｎｅｌｌｏ，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．９８，１４６４０１（２００７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１で提案した放射化ベリリウムのリサイクル方法では、ハロゲン化ベリリウムを、３％以上の濃度で自然発火性を有し、爆発下限界が１．３７ｖｏｌ％と低く、爆発上限界が１００ｖｏｌ％と高いシランガスを用いて還元していたため、着火源がなくても自発的に発火燃焼するだけでなく、刺激性が強く、吸引すると肺気腫を引き起こす恐れがあるため、取扱いが容易でなかった。
【０００８】
このような問題点を解決するべく、図１に示すように、液体のマグネシウムを用いて湿式で還元するベリリウムリサイクルシステムが考えられている。
【０００９】
図１において、１０はベリリウム（Ｂｅ）製の中性子反射体の一例であり、その中央部にあるベリリウム部１２が、上下の上部アダプタ１４、下部アダプタ１６及びハンドル１８から切断され、一定流のハロゲンガスにより約５００℃で昇華され、ハロゲン化ベリリウム２２が得られる。この際、γ線等を発生するベリリウム中の高放射化不純物は昇華しないので、残渣２４が生成され、放射化ベリリウムから除去される。得られたハロゲン化ベリリウム粒３２は、次式（１）に示す如く、マグネシウム液により湿式で還元され、真空鋳造によりベリリウム製電極３４が製造される。
ＢｅＣｌ
2
(ｓ)＋２Ｍｇ(ｌ) → ２ＭｇＣｌ(ｓ)＋Ｂｅ(ｓ) …（１）
【００１０】
製造されたベリリウム製電極３４は、例えば出願人が特許文献２で提案した回転電極法によりベリリウム微小球３６とされる。
（【００１１】以降は省略されています）

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