Effective removal and immobilize radioactive oxyanions from aqueous solutions by combination of the barite-coprecipitation and the subsequent solidification treatment.

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15481
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 31010:Nuclear engineering-related
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: Tokunaga Kohei 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 核燃料・バックエンド研究開発部門 人形峠環境技術センター, 研究職 (50814729)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: バライト / ヨウ素酸 / セレン酸 / 亜セレン酸 / リン酸イオン / 共沈 / 吸着 / XAFS

Outline of Final Research Achievements

Selenium-79 (79Se) and iodine-129 (129I) are long half-life fission products of uranium-235, which are released into the environment by nuclear plant accidents at Fukushima, and mainly dissolved as oxyanions (iodate, selenite, and selenite) in liquid nuclear wastes with high solubility and mobility. However, there is a lack of effective techniques for removing Se and I oxyanions from aqueous solution. This study aims to develop a new technique for removing and immobilizing radioactive 79Se and 129I from contaminated solution by using barite (BaSO4). It was found that the barite surface was modified with phosphate and a thin surface layer of barium phosphate-like structure was formed. Combination of the barite-coprecipitation and the subsequent phosphate treatment may be a promising method to efficiently remove iodate, selenite, and selenate from aqueous solutions and stabilize them in barite coprecipitates.

Free Research Field

地球化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果の学術的・社会的意義は、「バライトへの共沈とリン酸イオン吸着の処理を合わせた手法を確立することで、これまで安定な処理処分が難しかった長半減期陰イオン形核種を長期的に安定化させることが可能になった」ことである。先行研究より、従来ハイドロタルサイトに代表される層状複水酸化物(LDH)への吸着による陰イオン処理が行われてきたが、LDHは水溶液中の塩化物イオン等との競合を受けやすく、吸着後の安定性も低い問題点があった。本研究で確立した手法は、他の競合イオン存在下においても高い除去効率を示し、またリン酸イオンとの表面沈殿の形成により長期的な安定性が達成されるため、新しい手法として期待される。