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原発内汚染水からの放射性ストロンチウム除去用チタン化合物担持繊維の作製と高性能化

研究課題

研究課題/領域番号 16H04550
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 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関千葉大学

研究代表者

斎藤 恭一  千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (90158915)

研究分担者 浅井 志保  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究主幹 (10370339)
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
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
キーワード福島第一原子力発電所 / 汚染水 / 放射性ストロンチウム / 吸着繊維 / 放射線グラフト重合 / チタン酸ナトリウム / チタンケイ酸ナトリウム / 吸着選択性 / ワインドフィルタ / 海水 / 放射線グラフト重合法 / ペルオキソチタン錯体 / アニオン交換繊維
研究成果の概要

東電福島第一原発の汚染水から放射性ストロンチウムイオンを除去するために、研究代表者らは、放射線グラフト重合法とその後の化学修飾によって作製された繊維状吸着材の吸着容量を高めた。まず、繊維へのチタン酸ナトリウムの担持量を、アニオン交換繊維へのペルオキソチタン錯体アニオンの繰返し吸着とそれに続く水酸化ナトリウムとの沈殿生成によって増加させた。つぎに、チタン酸ナトリウムの代わりに、チタンケイ酸ナトリウムを繊維に担持することによって、カルシウムに対するストロンチウムの吸着選択性を高めた。組み紐またはワインドフィルターに成型した吸着繊維集合体が福島第一原発の汚染水処理に利用されている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

福島第一原発では、東日本大震災後から現在まで、放射性のセシウムやストロンチウムを含む汚染水が発生している。研究代表者らは事故直後から、これらの放射性物質を汚染水から除去できる繊維状の吸着材を開発してきた。セシウムを特異的に捕捉する無機化合物の沈殿を繊維に固定後に、組み紐やワインドフィルターに成型した繊維集合体は、すでに福島第一原発の汚染水処理現場に採用され役立っている。一方、放射性ストロンチウムの除去では、非放射性ストロンチウムがもともと汚染水中に高濃度で溶けているため、大量の吸着材が必要となる。そこで、本研究ではストロンチウム吸着繊維の吸着容量の向上をめざして繊維の作製経路を探索した。

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

    (33件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 12件、 謝辞記載あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 1件、 招待講演 8件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] チタンケイ酸ナトリウム担持繊維の作製と得られた繊維の海水からのストロンチウムの除去2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木祐人, 成毛翔子, 片桐瑞基, 藤原邦夫, 須郷高信, 小島 隆, 河合(野間)繁子, 梅野太輔, 斎藤恭一
    • 雑誌名

      日本海水学会誌

      巻: 72 ページ: 36-40

    • NAID

      130007708818

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ペルオキソチタン錯体アニオンのアニオン交換繊維への繰返し吸着によるストロンチウム吸着繊維のチタン酸ナトリウム担持率の向上2018

    • 著者名/発表者名
      後藤駿一, 片桐瑞基, 成毛翔子, 藤原邦夫, 須郷高信, 小島 隆, 河合(野間)繁子, 梅野太輔, 斎藤恭一
    • 雑誌名

      RADIOISOTOPES

      巻: 67 ページ: 213-219

    • NAID

      130006734083

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid separation of zirconium using microvolume anion-exchange cartridge for Zr-93 determination with isotope dilution ICP-MS2018

    • 著者名/発表者名
      S. Asai, Y. Hanzawa, M. Konda, D. Suzuki, T. Kimura, R. Ishihara, K. Saito, S. Yamada, and H. Hirota
    • 雑誌名

      Talanta

      巻: 105 ページ: 98-105

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] チタンケイ酸ナトリウム担持繊維の作製と得られた繊維の海水からのストロンチウムの除去2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木祐人, 成毛翔子, 片桐瑞基, 藤原邦夫, 須郷高信, 小島 隆, 河合(野間)繁子, 梅野太輔, 斎藤恭一
    • 雑誌名

      日本海水学会誌

      巻: 72 ページ: 36-39

    • NAID

      130007708818

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduction of supercooling of heavy water with silver iodide2018

    • 著者名/発表者名
      S. Naruke, K. Fujiwara, T. Sugo, S. Kawai-Noma, D. Umeno, and K. Saito
    • 雑誌名

      Bull. Soc. Sea Water Sci. Jpn.

      巻: 72 ページ: 41-42

    • NAID

      130007708887

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 化学工学の基礎(1) 吸着繊維を使った汚染水処理を例にして2018

    • 著者名/発表者名
      斎藤恭一
    • 雑誌名

      化学と教育

      巻: 66 ページ: 34-35

    • NAID

      130007542006

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 吸着繊維の性能と汚染水処理システムの概念設計2017

    • 著者名/発表者名
      斎藤恭一
    • 雑誌名

      分離技術

      巻: 47 ページ: 130-134

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] クラウンエーテル誘導体を担持したSr-90分析用分離材料の作製2017

    • 著者名/発表者名
      堀田拓摩, 浅井志保, 今田未来, 半澤有希子, 斎藤恭一, 藤原邦夫, 須郷高信, 北辻章浩
    • 雑誌名

      分析化学

      巻: 66 ページ: 189-193

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 繊維に接ぎ木した高分子鎖に絡めた無機化合物を利用する放射性物質の除去2017

    • 著者名/発表者名
      斎藤恭一, 小島 隆, 浅井志保
    • 雑誌名

      分析化学

      巻: 66 ページ: 233-242

    • NAID

      130006846984

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 放射性セシウム,ストロンチウム除去用吸着繊維の作製2017

    • 著者名/発表者名
      斎藤恭一
    • 雑誌名

      分離技術

      巻: 47 ページ: 58-62

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 東京電力福島第一原子力発電所港湾内の汚染海水から放射性物質を除去する吸着繊維の開発 (2)放射性ストロンチウムの除去2016

    • 著者名/発表者名
      後藤駿一,斎藤恭一
    • 雑誌名

      RADIOISOTOPES

      巻: 65 ページ: 15-22

    • NAID

      130005120426

    • 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] DMAPPAグラフト繊維に担持されたチタン酸ナトリウムの組成およびそのストロンチウムイオン交換比の決定2016

    • 著者名/発表者名
      成毛翔子, 後藤駿一, 片桐瑞基、藤原邦夫, 須郷高信, 河合(野間)繁子, 梅野太輔, 斎藤恭一
    • 雑誌名

      日本海水学会誌

      巻: 70 ページ: 364-368

    • 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] 海水中でのイミノ二酢酸型キレート繊維の吸着等温式の決定と東電福島第一原発の閉鎖海域内汚染海水への組み紐状繊維の分割投入の提案2016

    • 著者名/発表者名
      後藤駿一,河野通尭, 片桐瑞基,藤原邦夫, 須郷高信, 河合(野間)繁子, 梅野太輔, 斎藤恭一,森本泰臣,菊池孝浩
    • 雑誌名

      日本海水学会誌

      巻: 70 ページ: 110-115

    • NAID

      130006101473

    • 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] Impregnation structure of cobalt ferrocyanide microparticles by the polymer chain grafted onto nylon fiber2016

    • 著者名/発表者名
      S. Goto, S. Umino, W. Amakai, K. Fujiwara, T. Sugo, T. Kojima, S. Kawai-Noma, D. Umeno, and K. Saito
    • 雑誌名

      J. Nucl. Sci. Technol.

      巻: 53 ページ: 1251-1255

    • 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] 東京電力福島第一原子力発電所港湾内の汚染海水から放射性物質を除去する吸着繊維の開発 (1)放射性セシウムの除去2016

    • 著者名/発表者名
      後藤聖太,斎藤恭一
    • 雑誌名

      RADIOISOTOPES

      巻: 65 ページ: 7-14

    • NAID

      130005120424

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 海水が放射線グラフト重合法を成長させた2019

    • 著者名/発表者名
      斎藤 恭一
    • 学会等名
      日本海水学会若手会第10回学生研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 吸着材の適用範囲を拡張してきた放射線グラフト重合法の歴史2018

    • 著者名/発表者名
      斎藤 恭一
    • 学会等名
      第17回放射線プロセスシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射線グラフト重合法による高機能イオン交換高分子材料の開発2018

    • 著者名/発表者名
      斎藤 恭一
    • 学会等名
      電気透析および膜技術研究会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 吸着繊維を使う汚染水からの放射性セシウム・ストロンチウムの除去技術2018

    • 著者名/発表者名
      斎藤恭一
    • 学会等名
      環境資源工学会シンポジウム「リサイクル設計と分離精製技術」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Preparation of Sr adsorption fiber for beta-ray measurement2018

    • 著者名/発表者名
      堀田拓摩, 浅井志保, 今田未来, 半澤有希子, 斎藤恭一, 藤原邦夫, 須郷高信, 北辻章浩
    • 学会等名
      PITTCON 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sr吸着繊維を用いた汚染水中のSr-90その場分析法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      今田未来, 堀田拓摩, 松枝誠, 浅井志保, 半澤有希子, 亀尾裕, 斎藤恭一, 藤原邦夫, 須郷高信
    • 学会等名
      日本原子力学会2018年春の年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 繊維表層部に吸着させたSr-90の直接β線測定2017

    • 著者名/発表者名
      堀田拓摩, 浅井志保, 今田未来, 半澤有希子, 斎藤恭一, 藤原邦夫, 須郷高信, 北辻章浩
    • 学会等名
      日本原子力学会2017年秋の大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 無機化合物担持繊維を使う福島第一原発汚染水の処理2017

    • 著者名/発表者名
      斎藤恭一
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第30回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射線グラフト重合法による吸着繊維の開発2017

    • 著者名/発表者名
      斎藤恭一
    • 学会等名
      放射線化学会若手の会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射性ストロンチウム除去用吸着繊維の量産化に向けたペルオキソチタン錯体アニオンの吸着条件の検討2016

    • 著者名/発表者名
      片桐瑞基, 後藤駿一,成毛翔子, 河合(野間)繁子, 梅野太輔, 斎藤恭一, 藤原邦夫, 須郷高信
    • 学会等名
      放射線プロセスシンポジウム
    • 発表場所
      東京大学 弥生講堂
    • 年月日
      2016-11-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 簡便な作製経路による強塩基性アニオン交換繊維の開発2016

    • 著者名/発表者名
      増山嘉史, 河合(野間)繁子, 梅野太輔, 斎藤恭一, 藤原邦夫, 須郷高信
    • 学会等名
      放射線プロセスシンポジウム
    • 発表場所
      東京大学 弥生講堂
    • 年月日
      2016-11-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 放射性ストロンチウム除去用吸着繊維を用いたストロンチウム吸着における塩濃度および競合イオン濃度の影響2016

    • 著者名/発表者名
      成毛翔子, 片桐瑞基, 河合(野間)繁子, 梅野太輔, 斎藤恭一, 藤原邦夫, 須郷高信
    • 学会等名
      放射線プロセスシンポジウム
    • 発表場所
      東京大学 弥生講堂
    • 年月日
      2016-11-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 海水からストロンチウムを高効率に除去するためのペルオキソチタン錯体の繰り返し固定によるチタン酸ナトリウム担持繊維の高吸着容量化2016

    • 著者名/発表者名
      片桐瑞基, 後藤駿一,成毛翔子, 河合(野間)繁子, 梅野太輔, 斎藤恭一, 藤原邦夫, 須郷高信
    • 学会等名
      放射線化学討論会
    • 発表場所
      量子科学技術研究開発機構 高崎量子応用研究所
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] DMAPAAグラフト繊維に担持されたチタン酸ナトリウムの組成の決定2016

    • 著者名/発表者名
      成毛翔子, 後藤駿一, 片桐瑞基, 河合(野間)繁子, 梅野太輔, 斎藤恭一, 藤原邦夫, 須郷高信
    • 学会等名
      放射線化学討論会
    • 発表場所
      量子科学技術研究開発機構 高崎量子応用研究所
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] グラフト高分子鎖相に無機化合物を析出担持させて作る福島第一原発汚染水からのセシウム・ストロンチウム除去用吸着繊維2016

    • 著者名/発表者名
      斎藤恭一
    • 学会等名
      触媒学会 東日本支部 第一回東日本キャタリシスセミナー
    • 発表場所
      福島再生可能エネルギー研究所
    • 年月日
      2016-09-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 汚染水から放射性物質を除去するための吸着繊維の開発2016

    • 著者名/発表者名
      斎藤恭一
    • 学会等名
      日本脱塩協会第16回総会
    • 発表場所
      東レ本社 東京
    • 年月日
      2016-07-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] グラフト重合による高分子吸着材開発の物語2019

    • 著者名/発表者名
      斎藤恭一, 藤原邦夫, 須郷高信
    • 総ページ数
      211
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      9784621303726
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] Innovative Polymeric Adsorbents2018

    • 著者名/発表者名
      K. Saito, K. Fujiwara, T. Sugo
    • 総ページ数
      200
    • 出版者
      Springer Singapore
    • ISBN
      9789811085635
    • 関連する報告書
      2018 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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