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ハロゲン化揮発法による固体廃棄物に含まれる有害微量元素の高度分離除去技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H02983
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境モデリング・保全修復技術
研究機関中部大学

研究代表者

二宮 善彦  中部大学, 工学部, 教授 (10164633)

研究分担者 末木 啓介  筑波大学, 数理物質系, 教授 (90187609)
研究協力者 木下 哲一  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
キーワードハロゲン化揮発法 / 放射性セシウム / 希土類元素 / アルカリ金属 / 遷移金属 / 塩化カルシウム / 臭化カルシウム / 分離除去技術 / ハロゲン化揮発 / 分離除去 / 固体廃棄物 / 有害微量元素 / 平衡計算 / 放射性同位体 / 焼却灰 / ホット実験 / Cs-137 / 微量有害元素 / 放射光XAFS
研究成果の概要

本研究は、ハロゲン化揮発法による固体廃棄物に含まれる有害微量元素の高度分離除去技術の開発を行うことを目的に実施した。燃焼灰に含まれるCs、Co、Euなど約30元素について、塩化および臭素化揮発法による分離除去を検討した。福島県内で採取された放射性セシウム(137-Cs)を含む土壌試料およびクリンカーに塩化揮発法を適用した。その結果、処理温度が1100℃以上において、試料に含まれる137-Csの値を、元の値の約10%まで低減できることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

東日本大震災に伴う原子力発電所の事故以降、放射性同位体を持つ半減期が比較的長い有害元素類を含む放射性物質に汚染された可燃性廃棄物から、これらの元素を分離除去する技術の開発が急務になっている。さらに、近年、福島原発の事故を契機に築40年以上の福島原発以外の原子力発電所の廃炉決定が相次いでなされ、廃炉にあたって放射性廃棄物や放射化したコンクリートの処理が大きな課題になっている。Ppbからppmレベルの有害元素を含む廃棄物を塩化・臭素化揮発法によって分離除去し、有害元素含有率を環境許容レベルまで低減できる手法を開発することが求められている。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Enhancement of Cs vaporization from simulated granular ash through thermal treatment in N2 atmosphere with the addition of a mixture of CaCl2 and CaO2018

    • 著者名/発表者名
      Jiao Facun、Kinoshita Norikazu、Kawaguchi Masato、Asada Motoyuki、Honda Maki、Sueki Keisuke、Ninomiya Yoshihiko
    • 雑誌名

      Fuel

      巻: 214 ページ: 409-415

    • DOI

      10.1016/j.fuel.2017.11.018

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synergistic Mechanisms of CaCl2 and CaO on the Vaporization of Cs from Cs-Doped Ash during Thermal Treatment2018

    • 著者名/発表者名
      Jiao Facun、Kinoshita Norikazu、Kawaguchi Masato、Asada Motoyuki、Honda Maki、Sueki Keisuke、Ninomiya Yoshihiko、Sergeev Dmitry、Blasing Marc、Muller Michael
    • 雑誌名

      Energy & Fuels

      巻: 32 号: 4 ページ: 5433-5442

    • DOI

      10.1021/acs.energyfuels.8b00620

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Vaporization Behavior of Cs, K, and Na in Cs-Containing Incineration Bottom Ash during Thermal Treatment with CaCl2 and CaO2017

    • 著者名/発表者名
      Jiao Facun、Kinoshita Norikazu、Kawaguchi Masato、Asada Motoyuki、Honda Maki、Sueki Keisuke、Ninomiya Yoshihiko、Sergeev Dmitry、Blasing Marc、Muller Michael
    • 雑誌名

      Energy & Fuels

      巻: 31 号: 12 ページ: 14045-14052

    • DOI

      10.1021/acs.energyfuels.7b02930

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Role of CaCl2 and MgCl2 addition in the vaporization of water-insoluble cesium from incineration ash during thermal treatment2017

    • 著者名/発表者名
      Facun Jiao, Norikazu Kinoshita, Masato Kawaguchi, Motoyuki Asada, Maki Honda, Keisuke Sueki, Yoshihiko Ninomiya
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal

      巻: 323 ページ: 114-123

    • DOI

      10.1016/j.cej.2017.04.086

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Vaporization Mechanisms of Water-Insoluble Cs in Ash During Thermal Treatment with Calcium Chloride Addition2016

    • 著者名/発表者名
      Facun Jiao, Norie Iwata, Norikazu Kinoshita, Masato Kawaguchi, Motoyuki Asada, Maki Honda, Keisuke Sueki, Yoshihiko Ninomiya
    • 雑誌名

      Environmental Science & Technology

      巻: 50 号: 24 ページ: 13328-13334

    • DOI

      10.1021/acs.est.6b03635

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 塩化揮発法を用いた土壌および焼却灰からの放射性セシウム濃度低減2018

    • 著者名/発表者名
      木下哲一、焦発存、浅田素之、川口正人、本多真紀、末木啓介、二宮善彦
    • 学会等名
      2018日本放射化学会年会・第62回放射化学討論、2B03
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Vaporization of alkali metals (Cs, K, Na) in incineration ash during thermal treatment with additives2018

    • 著者名/発表者名
      Facun Jiao, Norikazu Kinoshita, Masato Kawaguchi, Motoyuki Asada, Maki Honda, Keisuke Sueki, Yoshihiko Ninomiya, Dmitry Sergeev, Marc Blasing, Michael Muller
    • 学会等名
      Impacts of Fuel Quality on Power Production and the Environment, Canada
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 焼却灰中に含まれるセシウムのCa系添加剤による塩化揮発2017

    • 著者名/発表者名
      焦発存、二宮善彦、木下哲一、浅田素之、本多 真紀、末木啓介
    • 学会等名
      化学工学会第82年会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of the effects of CaCl2 and MgCl2 on the vaporization of Cs in ashes during thermal treatment2016

    • 著者名/発表者名
      Facun Jiao, Norie Iwata, Yoshihiko Ninomiya, Norikazu Kinoshita, Motoyuki Asada, Maki Honda
    • 学会等名
      化学工学会第48回秋季大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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