2019 Fiscal Year Annual Research Report
Long-term stable immobilization of radioactive substances using phosphate glass anomaly
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17K06986
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| Research Institution | Kogakuin University |
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Principal Investigator |
大倉 利典 工学院大学, 先進工学部, 教授 (70255610)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 放射性物質 / セシウム / 粘土鉱物 / ガラス固化 / リン酸塩ガラス異常現象 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，リン酸塩ガラス異常現象（メタ組成付近における組成－物性間の非線形現象）を示すMgO-P2O5（MP）系ガラスを用いたCs含有粘土鉱物のガラス固化と，Csの選択的な溶出と回収の可能性を検討した．
50mmol/LのCsNO3水溶液100mLに対し，カオリナイト5gを混合し24時間振とうを行った．その後，ろ過を行い得られたろ物を90℃で24時間乾燥し，Cs含有カオリナイト（CsKa)とした．CsKa10および20mass%固化体では，XRDパターンよりアモルファスハローを示したため，CsKaはガラス固化されたと考えられる．MgO:P2O5=50:50（モル比）組成のガラスへのCsKa30mass%固化体（MP5050CsKa30）ではSiO2(cristobalite)とMg2P2O7，MP4753CsKa30ではSiO2の回折ピークが観察された．MP4060CsKa40とMP3565CsKa40ではSiO2とMg2P2O7，MP2575CsKa40ではSiO2のみの回折ピークが観察された．このことより，CsKaの固化限界は，母ガラスにMP5050・MP4753を用いる場合では20mass%，MP4060・MP3565・MP2575では30mass%程度であることがわかった．
CsKa10固化体のDTA曲線は，MgOの割合が増えるにつれて，ガラス転移温度は一定なのに対し，結晶化開始温度は低温側にシフトした．そのため，MgOの割合が増えるにつれてガラスの安定性が低くなり，分相し易いことがわかった．XRD測定の結果より，溶出実験前後のいずれのサンプルでもCsはアモルファス相に分配されていることがわかった．
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