High-efficiency adsorption characteristics of high-level radioactive elements in porous crystals with a three-dimensional pore structure

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05349
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 31020:Earth resource engineering, Energy sciences-related
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: Fujiwara Keiko 山口大学, 大学院創成科学研究科, 助手 (50253175)
• 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)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: Na-GTS型多孔性珪チタン酸塩 / 多孔性アルミノ珪酸塩 / マイクロポーラス / 汚染水 / Csイオン交換 / Srイオン交換 / 吸着剤 / 放射性物質

Outline of Final Research Achievements

Investigation of the Cs+ and Sr2+-exchange properties of microporous crystals (Na-GTS, K-AM2, Na-CST, K-CHA and Na-A) are important for the application of microporous crystals to the removal of Cs and Sr radioisotopes from the radioactive waste water. The Na-GTS with Cs+-exchanged rate (100 %) and Sr2+-exchanged rate (80 %) were obtained by shaking the single-phase sample of Na-GTS in the CsCl and SrCl2 aqueous solutions (25 mL, 0.5 M) at 80 °C for 24 hours. The simulation of XRD patterns suggests the cation-distribution model that Cs+ ions occupy on the 6g site and Sr2+ ions occupy both 4e and 6g sites for the GTS cavity in the assumed pseudocubic structure.

Free Research Field

無機材料および物性関連

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

福島第一原子力発電所の汚染水に含まれる半減期が長く、放出量の多いCsイオンおよびSrイオンを除去する目的で多孔性珪チタン酸塩(Na-GTS, K-AM2, Na-CST)および多孔性アルミノ珪酸塩(K-CHA, Na-A)の吸着剤としての特性を検討した。本実験に使用した試料において、CsイオンおよびSrイオンについては、Na-GTSが結晶構造を保った状態でもっとも高い交換率の交換体を得ることができた。従って、Na-GTS型多孔性珪チタン酸塩(Na-GTS)は増え続ける汚染水に含まれる半減期の長い放射性物質を吸着する材料の1つとして有望であると思われる。