2018 Fiscal Year Annual Research Report
Improvement and evaluation of titanosilicates for radioactive waste processing materials - Looking ahead to the future of Fukushima -
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16K06927
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
藤原 惠子 山口大学, 大学院創成科学研究科, 助手 (50253175)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中塚 晃彦 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (80294651)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | Niイオン / Na-GTS型チタノシリケート / XRD / イオン交換 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで放射性廃棄物処理材としての利用を目的とし、Na-GTS型チタノシリケート化合物に着目して様々な放射性元素のイオン交換特性について研究してきた。今年度は福島第一原発事故の汚染水に含まれる放射性元素のうち、半減期の長いNi（Ni-63：半減期約100年）のイオン交換特性について検討した。
合成した単相のNa-GTS 0.5 gにNiCl2水溶液(0.01≦CNi≦0.5 M)25 mlを加え、振とう処理温度を25 ℃で24時間行った。粉末XRDおよびTG-DTAにより沈殿の評価を行ない、上澄み溶液の原子吸光分析によりNi2＋交換体{Na4(1-x)Ni4x/2 [(TiO)4(SiO4)3]・nH2O}の組成を決定した。この組成式のxを交換率と定義した。NiCl2水溶液濃度(CNi)の増加に伴って、交換率xは増加し、CNi = 0.5 Mのときx = 0.85を示した。XRD測定の回折ピークから、格子定数および単位格子体積を求めた結果、交換率の増加に伴って単位格子体積が増加することが分かった。細孔内の水分子について調べるため、Ni交換体のTG-DTA測定を行った結果、イオン交換率(x)の増加に伴い、含水率が大きくなることが分かった。Ni2+交換体のNi2+が、細孔内において、どのように分布しているかを検討した。立方晶構造(空間群P43m)をもつSr-GTSの単結晶X線構造解析(Spiridonova et al., 2011)によって報告されたSr2+の占有席（4eおよび6g）を、擬立方晶系構造のNi-GTSにおけるNi2+の可能な占有席とし、いくつかの占有モデルを仮定してXRDパターンをシミュレーションした。実測のXRDパターンと比較した結果、立方晶構造における4eおよび6g席に相当する陽イオン席にNi2+がほぼ均等分布していることが示唆された。
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