[发明专利]13C的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及以碳化合物为原料来制造¹³C(质量数13的非放射性碳的稳定同位素)的方法，尤其涉及用于在低温下得到非放射性碳的稳定同位素¹³C的制造方法。

背景技术

目前，正在进行将氘和氚加热到1亿度以上引发核融合反应生成氦等，得到非常大的核融合能的方法。该方法具有原料大致取之不尽，原理上不失控，不产生二氧化碳，不产生高级的放射性废弃物等优点。

另外，日本特开平08-211191号公报(专利文献1)中公开了使氘、氚在由数千安培的大电流引起的电弧放电的作用下产生等离子体，在数千万度下进行核融合反应的技术。

另外，如非专利文献1所述，目前，常温核融合的研究也正在积极进行，但还处于学术研究的阶段，尚未达到工业化的程度。

专利文献1：日本特开平08-211191号公报

非专利文献1：日本原子力学会志Vol.47，No.9(2005)大阪大学 高桥 亮人、三菱重工株式会社 岩村 康弘著p.62-p.63

但是，根据现有技术，为了制造原料氘及氚，需要特殊的装置和大量的工时，另外，即使在核融合反应的条件下，反应温度也极其高，而且也需要非常大的装置。

发明内容

因此，本发明的课题在于，提供一种¹³C的制造方法，该方法以通用的碳化合物为原料，在氢和硫化合物的存在下不会产生放射性废弃物的情况下，得到非放射性碳的稳定同位素¹³C。

为了解决以上的课题，首先，第一方面提供一种¹³C的制造方法，其特征在于，以碳化合物为原料，在氢、硫化合物以及反应催化剂的存在下于500℃～1000℃下进行反应，从而得到非放射性的碳的稳定同位素¹³C。

另外，第二方面根据所述第一方面所述的¹³C的制造方法，其特征在于，所述反应催化剂为铂催化剂、钯催化剂、铂-钯合金催化剂中的至少一种。

另外，第三方面根据第一、第二方面所述的¹³C的制造方法，其特征在于，所述硫化合物的硫含有率相对于所述碳化合物为50ppm～7％。

另外，第四方面根据第一、第二方面所述的¹³C的制造方法，其特征在于，所述氢的压力为9.8×10⁶Pa～22.3×10⁶Pa(100kg/cm²～250kg/cm²)。

另外，第五方面提供一种¹³C的制造方法，其特征在于，以碳化合物为原料，在氢与惰性气体的混合气体、硫化合物以及反应催化剂的存在下于500℃～1000℃下进行反应，从而得到非放射性碳的稳定同位素¹³C。

本发明中，作为碳化合物，根据大致的分类，可选择气体、液体、固体。作为气体的代表例，有甲烷、乙烷、丙烯、丁烷等烃，作为液体的代表例，有苯、甲苯、萘、蒽、汽油、轻油、煤油、柴油、杂芬油、煤焦油等。另外，作为固体的代表例，有活性碳、炭黑、煤、焦炭等。这些可以单独使用，也可以分别将上述的气体、液体、固体的碳化合物任意地混合使用。

另外，本发明中，除原子核为一个质子的氢(H)以外，原子核由一个质子和一个中子构成的氘(D)及由一个质子和二个中子构成的氚(T：氚)等氢的同位素也可以作为原料，但最优选工业上作为通用气体使用的氢。

另外，本发明中，将惰性气体和氢并用也可以进行本发明的反应。作为惰性气体的代表例，举出氦、氖、氩等稀有气体。例如，即使在将氢用He稀释100倍左右，氢气压力为1个标准大气压(1013×10²Pa)的水平下，只要提高反应温度，也可以得到同等的反应速度。从安全性方面考虑，可以优选并用与大部分物质均不发生反应的惰性气体。

另外，本发明的硫化合物只要是在本发明的反应中产生含硫自由基的化合物即可，作为代表例，可以从硫化氢、二氧化硫等无机硫化合物，甲硫醇、硫化甲基、二硫化甲基、苯并噻吩等有机硫化合物以及硫单体中选择。这些可以单独或混合使用。

作为反应时的硫添加量(硫纯组分)，只要是相对于原料碳化合物为50ppm以上即可。在50ppm以下时，往往反应进度慢，不实用。通常，煤焦油、杂芬油、柴油等的硫含有率在50ppm～7％以下的范围，不需要添补。硫含有率超过7％时，虽然不会阻碍反应，但在常温下，硫往往以固体的形式析出，此时，硫附着在容器、配管内造成不变，因此不优选。