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AMPマイクロカプセル内包モルデナイトによるCsの選択的分離・固化

Research Project

Project/Area Number 20656152
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Nuclear engineering
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

三村 均  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10091753)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 新堀 雄一  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (90180562)
林 拓道  産業技術総合研究所, 東北センター, 主任研究員 (20344228)
和久井 善人  産業技術総合研究所, 東北センター, 主任研究員 (10358369)
小山 真一  日本原子力研究開発機構, 大洗研究開発センター, 研究員 (70421782)
Project Period (FY) 2008 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Keywordsマイクロカプセル / モルデナイト / AMP / セシウム / 担持 / 分離・回収 / マクロ孔 / ゾル・ゲル反応 / 吸着
Research Abstract

モルデナイトにAMPを担持するため、リンモリブデン酸と硝酸アンモニウム溶液を減圧下でモルデナイトのマクロポアに含浸させ、AMPをモルデナイト内部で合成析出させた。溶液の含浸工程を1~3回繰り返して、AMP-M1およびAMP-M2,AMP-M3を得た。
HLLWを模擬した模擬高レベル放射性廃液(SW-11)を用いた実験を行ったところ、AMP-M3へのCs^+の吸着率が80%に達成した。硝酸濃度が約2M、ナトリウム濃度が約1Mである上に、種々の元素を多量に含む模擬高レベル放射性廃液から、高いCs^+の吸着率を示したことにより、AMP-M3の高いCs^+選択性が実証された。
バッチ実験によってAMP-M吸着剤の基礎的なCs^+の吸着特性を調べたが、AMP-M吸着剤をより現実的な処理方法であるカラム法に適用した際の性能を評価するためにカラム実験を実施した。カラム(f5mm×20mm)に2.0gのAMP-M3吸着剤を充填したAMP-M3カラムの破過実験を行い、その破過特性を調べた。破過曲線はなだらかなS字曲線となり、破過容量が0.081mmol/g、全交換容量が0.22mmol/gであると算出された。AMP-M3カラムの全交換容量はバッチ実験によって求められたAMP-M3のCs^+飽和吸着量の40%程であり、この吸着量の差は、二つの実験系における固相と液相の接触時間の違いであると考えられることからフィード溶液の流速の最適化を行うことにより、より高い全交換容量を得られると考えられる。吸着実験後のAMP-M3カラムに溶離剤として高濃度の硝酸アンモニウム溶液を通液することにより、カラムに吸着されたCs^+の95.4%を溶離することができた。

Report

(3 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2010 2009 2008

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] 原子力バックエンドにおけるイオン交換法を主体とした核種の高度分離・回収法の開発2010

    • Author(s)
      三村均
    • Journal Title

      第25回日本イオン交換研究発表会 21

      Pages: 2-19

    • NAID

      130000428209

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 発熱元素の選択的分離・回収と有効利用2008

    • Author(s)
      三村均
    • Journal Title

      日本イオン交換学会誌 19

      Pages: 127-140

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] AMPマイクロカプセル内包モルデナイトへのCsの吸着特性2010

    • Author(s)
      鹿目瞬、三村均、新堀雄一
    • Organizer
      日本原子力学会2010秋の大会
    • Place of Presentation
      北海道大学、札幌
    • Year and Date
      2010-09-16
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 原子力バックエンドにおけるイオン交換法を主体とした核種の高度分離・回収法の開発2009

    • Author(s)
      三村均
    • Organizer
      第25回日本イオン交換研究発表会
    • Place of Presentation
      秋田市
    • Year and Date
      2009-10-10
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Selective separation of nuclides by hybrid Microcapsules (1) Separation of heat-generating nuclides (Cs, Sr)2008

    • Author(s)
      Y. Endo
    • Organizer
      Tenth information meeting, OECD/NEA
    • Place of Presentation
      水戸市
    • Year and Date
      2008-10-06
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] ハイブリッドマイクロカプセルによる有用核種の選択的分離・回収2008

    • Author(s)
      三村均
    • Organizer
      第58回錯体化学討論会シンポジウム, 依頼講演
    • Place of Presentation
      金沢市
    • Year and Date
      2008-09-20
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2016-04-21  

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