2015 Fiscal Year Research-status Report
ゼオライト／アパタイト複合体による放射性セシウムの回収・長期安定化技術の開発
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26820308
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
渡辺 雄二郎 金沢工業大学, バイオ・化学部, 准教授 (60410297)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ゼオライト / セシウム / アパタイト / 複合化 / 焼結 / ナノ粒子 / イオン交換 / 環境浄化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度はそれぞれのプロセスを一定条件で行い、本技術がCs回収・長期安定化技術として有用であることを明らかにした。今年度はそれぞれのプロセスの最適化を目指し、（２）モルデナイト（MOR)表面への水酸アパタイト（HA)形成とそのCs回収能の評価、及び（３）すでに使用されたゼオライトを想定したCs吸着天然MORのHA形成に関する評価を行った。主な研究成果を以下に示す。
（２）Ca型合成MORを用いたHA形成の時間、温度、及び処理回数依存実験を行い、HA形成量と複合体のCs吸着率の評価を行った。1時間処理においてMOR表面に約5%のHAが形成し、その後処理時間が経過しても形成量に変化は見られなかった。また処理温度による変化も見られなかった。処理回数依存では、処理回数の増加と共にHA形成量は増加した(5回処理HA形成率:約17%)。24時間、80℃、処理回数1回で得られた複合体のCs吸着率はMOR単体と比較して高濃度域で低下するが、Cs濃度100 mg/L以下では、純水中および0.6MNaCl中においてもMOR単体と同等の吸着率（純水中99%以上、0.6M NaCl中 85%以上)を保持した。また5回処理の複合体も100 mg/L以下では、純水中で99%以上の吸着率を示し、MORの吸着性能を保持していることが明らかになった。
（３）Csを10 mg/g、約1000 mg/g吸着させた粉末及び粒状Ca型天然MORを水熱合成法、リン酸カルシウム飽和溶液（SBF溶液）、交互浸漬法で処理し、処理過程におけるCs溶出量を評価した。いずれの方法においても10 mg/gCs吸着MORの溶出が1000 mg/gCs吸着MORと比較して低かった。特に10 mg/gCs吸着MOR粉末のSBF溶液処理が低い溶出率を示した(4.6%)。この結果は10 mg/gの吸着ではMOR構造中の安定なサイトのみにCsが吸着したことなどに起因すると考えられる。しかし、4.6%と高い溶出率であったため、あらかじめ焼成してからHA化するなど今後改善が必要である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、（２）モルデナイト（MOR)表面への水酸アパタイト（HA)形成とそのセシウム（Cs）回収能の評価、及び（３）すでに使用されたゼオライトを想定したCs吸着天然MORのHA形成に関する評価を目的に実施し、一定の成果が得られた。おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の成果（３）において、モルデナイトのアパタイト化処理過程で高いCs溶出率を示す結果となった。そのため、Cs吸着後のモルデナイトを焼成後にアパタイト化する新たな検討を平成２８年度の研究に追加する。また当初の計画通り（４）アパタイトマトリックス材との焼成によるCs固化体の作製に関する検討を行い、焼結温度、焼結圧力、焼結速度、複合体の混合率等の最適化を図る。
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| Causes of Carryover |
複合体試料の作成が若干遅れ、本年度に予定していた試料中のセシウムのTEM-EDX分析依頼を次年度に繰り越すため。また予定していたよりも効率良く実験が進み、本年度の実験補助員の謝金が少なくなったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の複合体試料中のセシウム分析依頼費および実験補助員のための謝金に計上する予定である。
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