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福島事故で発生したデブリの大気圧非平衡プラズマと固体吸着剤を用いた化学処理法

研究課題

研究課題/領域番号 16H04628
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 原子力学
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

鈴木 達也  長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (70323839)

研究分担者 岩熊 美奈子  都城工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (00342593)
阿部 達雄  鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 助教 (20390403)
北垣 徹  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 福島研究開発部門 福島研究開発拠点 廃炉環境国際共同研究センター, 副主任研究員 (30770036)
野上 雅伸  近畿大学, 理工学部, 教授 (50415866)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2017年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード原子力エネルギー / デブリ / 廃棄物処理 / 分離・分析 / バックエンド / 原子力 / 核種分離 / 核種分析
研究成果の概要

福島事故で発生したデブリの処理・処分のために、その特性を評価し、含有する核燃料物質等の核種を適切に分離する必要がある。また、デブリは難溶解性の物質であるので溶解の研究も必要である。そこで、熱化学計算によりデブリの化学特性評価、模擬デブリの試作、新奇溶解法の研究、固体抽出剤による核種分離法の研究を行った。模擬デブリの試作の結果、Uは化学形や作成条件に寄らず4価であることを確認した。溶解に係る研究では、熱化学反応による塩素化で酸に溶解させ得ること(95%超の溶解率)を確認した。固体抽出剤を用いた核種分離ではアンチモン酸系抽出剤によるSrの分離可能性やアミド系樹脂によるU回収の可能性を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、福島事故で発生したデブリの処理・処分に必要な核種分離に資すると共にそれらの分析技術にも応用することが可能であり、福島復興の一助になると考えられる。また、学術的には、難溶解性の酸化物を溶解する新たな手法を提案しており、様々な難溶解性酸化物の溶解に適応することにより、分析化学や冶金学への応用が可能であり、これらの分野に新たな展開をもたらすものと期待できる。また、開発した固体抽出剤も、分離化学、分析化学をはじめとして多くの化学分野への展開が期待できる。

報告書

(6件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (46件) (うち国際学会 26件、 招待講演 11件)

  • [雑誌論文] Adsorption Behaviors of f-Elements on Quaternary Pyridinium Resin2018

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki, Y. Fujii, T. Mitsugashira
    • 雑誌名

      日本イオン交換学会誌

      巻: 29 号: 3 ページ: 67-70

    • DOI

      10.5182/jaie.29.67

    • NAID

      130007485381

    • ISSN
      0915-860X, 1884-3360
    • 年月日
      2018-09-20
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Actinide molecular ion formation in collision/reaction cell of triple quadrupole ICP-MS/MS and its application to quantitative actinide2018

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki, T. Yamamura, C. Abe, K. Konashi, Y. Shikamori
    • 雑誌名

      Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry

      巻: 318 号: 1 ページ: 221-225

    • DOI

      10.1007/s10967-018-6095-7

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Fundamental Study for Precise Analysis of Actinides in Hardly Soluble Substances Containing Uranium Oxides2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Suzuki
    • 学会等名
      Topical meeting on Condensed-matter Chemistry on Actinides : The Kumatori meeting 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electrochemical method of minor actinide recovery from nitric acid solution using Ga liquid electrode and ionic liquid2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Yamane, Tatsuya Suzuki, Chikage Abe, Kenji Konashi
    • 学会等名
      Topical meeting on Condensed-matter Chemistry on Actinides : The Kumatori meeting 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oxidation and Chlorination of Uranium Oxides - containing Substances by Thermochemical Reaction2021

    • 著者名/発表者名
      Ma Zhuoran, Yoshiya Homma, Kenji Konashi, Tatsuya SUzuki
    • 学会等名
      The 6th Conference for R&D Initiative on Nuclear Decommissioning Technology by the Next Generation
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Adsorption behavior of trivalent actinides and lanthanides on pyridine resin in sodium nitrate aqueous solution2021

    • 著者名/発表者名
      Fauzia Hanum Ikhwan, Chikage Abe, Kenji Konashi, Tatsuya Suzuki
    • 学会等名
      The 6th Conference for R&D Initiative on Nuclear Decommissioning Technology by the Next Generation
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 福島事故で発生したデブリの無機イオン交換体を用いた選択的分離,スズを含むイオン交換体について2021

    • 著者名/発表者名
      阿部達雄,本間雅樹,伊藤眞子
    • 学会等名
      日本原子力学会2021年春の年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Fundamental Study for Precise Analysis of Actinides in Hardly Soluble Substances Containing Uranium Oxides2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Suzuki
    • 学会等名
      GIMRT Joint International Symposium on Radiation Effects in Materials and Actinide Science: GIMRT-REMAS2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electrochemical method of minor actinide recovery from nitric acid solution using Ga liquid electrode and ionic liquid2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Yamane, Tatsuya Suzuki
    • 学会等名
      The 4th International Conference on "Science of Technology Innovation" (4th STI-GIGAKU)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chlorination of Uranium Oxides - containing Substances with Carbon Tetrachloride by Thermochemical Reaction2020

    • 著者名/発表者名
      ZhuoRan Ma, Yoshiya Homma, Kenji Konashi, Tatsuya Suzuki
    • 学会等名
      日本原子力学会2020年秋の大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Effect of sodium nitrate concentration and pH on adsorption behavior of trivalent actinides and lanthanides on pyridine resin in aqueous solution2020

    • 著者名/発表者名
      Fauzia Hanum Ikhwan, 阿部千景、小無健司、鈴木達也
    • 学会等名
      日本放射化学会第64回討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Separation of Trivalent Actinides and Lanthanides by using Pyridine Resin and their Mechanisms2019

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki, F. H. Ikhwan, C. Abe, K. Konashi
    • 学会等名
      The 5th China-Japan Academic Symposium on Nuclear Fuel Cycle
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Stability of Cyclic Monoamide Compounds Against γ-ray Irradiation2019

    • 著者名/発表者名
      M. Nogami, S. Nakamura, N. Sato, T. Suzuki
    • 学会等名
      The 5th China-Japan Academic Symposium on Nuclear Fuel Cycle
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Separation and Analysis of Actinides in Hardly Soluble Materials2019

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki
    • 学会等名
      the 13th Vietnam Conference on Nuclear Science and Technology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Adsorption Behavior of Trivalent Actinides and Lanthanides on Pyridine Resin in Sodium Nitrate Aqueous Solution2019

    • 著者名/発表者名
      Fauzia Hanum Ikhwan,Chikage ABE,Kenji KONASHI,Tatsuya SUZUKI
    • 学会等名
      The 4th International Conference on "Science of Technology Innovation"
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Basic Study on Thermochemical Conversion of Hardly Dissolved Substances Including Uranium Oxides for Chemical Analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Zhouran MA, Tadao YATO,Yoshiya HOMMA,Kenji KONASHI, Tatsuya SUZUKI
    • 学会等名
      The 4th International Conference on "Science of Technology Innovation"
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 硝酸ナトリウム水溶液中での3価アクチノイドとランタノイドのピリジン樹脂への吸着挙動2019

    • 著者名/発表者名
      Fauzia Hanum Ikhwan、阿部千景、小無健司、鈴木達也
    • 学会等名
      日本原子力学会2019年秋の大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Chlorination of Uranium Oxides containing Substances by Thermochemical Reaction2019

    • 著者名/発表者名
      Zhouran Ma, Tadao Yato, Yoshiya Homma, Kenji Konashi, Tatsuya Suzuki
    • 学会等名
      日本原子力学会2020年春の年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ウラン(VI)分離用モノアミド樹脂のFPイオン吸着における交換基構造の影響に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      伊與木莉子、野上雅伸、中村聡志、西田哲大、下部翔馬、鈴木達也
    • 学会等名
      第34回日本イオン交換研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Actinide analysis by ICP-MS/MS and actinide separation2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Suzuki
    • 学会等名
      4th International Conference on Materials Chemistry & Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of monoamide resins for selective recovery of uranium(VI) from nitric acid media2019

    • 著者名/発表者名
      M. Nogami, T. Suzuki
    • 学会等名
      4th International Conference on Materials Chemistry & Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 福島事故で発生したデブリの無機イオン交換体を用いた選択的分離 タングステンを含むイオン交換体について2019

    • 著者名/発表者名
      阿部達雄、アズリ アダハム、イルビン バンジャルナホー,阿部咲葵,伊藤眞子
    • 学会等名
      日本原子力学会「2019年春の年会」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Actinide molecular ion formation in collision/reaction cell of triple quadrupole ICP-MS/MS and its application to quantitative actinide analysis2018

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki, T. Yamamura, C. Abe, K. Konashi, Y. Shikamori
    • 学会等名
      11th International Conference on Methods and Applications of Radioanalytical Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nuclide Separation and Actinide Analysis for Uranium-Dioxide-Containing Materials,2018

    • 著者名/発表者名
      Tatusya Suzuki
    • 学会等名
      Fukushima Research Conference on Development of Analytical Techniques in Waste Management (FRCWM2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Decontamination of Cesium in Different Kinds of Aqueous Solutions using Hetropoluacid Salts2018

    • 著者名/発表者名
      Wakana Yamaya, Yu Tachibana, Tatsuya Suzuk
    • 学会等名
      Fukushima Research Conference on Development of Analytical Techniques in Waste Management (FRCWM2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Adsorption behaviors of f-elements on quartenary pyridinum resin2018

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Suzuki, Yasuhiko Fujii, Toshiaki Mitsugashira
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Ion Exchnge
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Preparation of porous ceramics adsorbent using alum and recover of Pd, Rh and Ru in nuclear water2018

    • 著者名/発表者名
      Minako Iwakuma, Takuma Terada, Tatsuya Suzuki
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Ion Exchnge
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Basic Research and Development for Actinide Analysis Method of Uranium-Dioxide-Containing Materials2018

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Suzuki
    • 学会等名
      The First International Symposium on the Chemical Material Frontiers in Metal and Nuclear Resources Utilization
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] QQQ型ICP-MS/MSのコリジョン/リアクションセルにおけるアクチノイド分子イオン生成2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木達也、山村朝雄、阿部千景、小無健司、鹿籠康行
    • 学会等名
      2018年日本放射化学会年会・第62回放射化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 福島事故で発生したデブリの無機イオン交換体を用いた選択的分離2018

    • 著者名/発表者名
      アズリ アダハム、イルビン バンジャルナホー,阿部達雄,伊藤眞子
    • 学会等名
      日本イオン交換学会、第31回イオン交換セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 二酸化ウランペレットの気相中熱化学反応による溶解性物質への化学転換2018

    • 著者名/発表者名
      片野智仁、立花優、鈴木達也、小無健司、八登唯夫、本間佳哉、北垣徹
    • 学会等名
      日本原子力学会春の年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ICP-QQQ のコリジョンセル中でのアクチノイド分子イオン生成挙動とアクチノイド測定2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木達也、山村朝雄、阿部千景、小無健司、鹿籠康行
    • 学会等名
      第16回同位体科学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 様々な無機イオン交換体を用いた高度核種分離2018

    • 著者名/発表者名
      バンジャルナホー イルビン マルドンガン,阿部達雄,伊藤眞子
    • 学会等名
      第20回化学工学会学生発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Chemical Conversion of Hardly Soluble Materials by Oxidized Plasma Jets2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohito Katano, Yu Tachibana, Tatsuya Suzuki
    • 学会等名
      The 6th International GIGAKU Conference in Nagaoka
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recover of Valuable Metals in Nuclear Waste with Porous Ceramics Adsorbent2017

    • 著者名/発表者名
      Minako Iwakuma, Takuma Terada, Toshiyuki Kokubu, Tatsuya Suzuki
    • 学会等名
      the 17th Congress of Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] AMP担持多孔質シリカ吸着体の開発と高レベル廃液からのCs回収2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木達也
    • 学会等名
      全国高専フォーラム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヘテロポリ酸塩を用いた高レベル放射性廃棄物からのセシウム除去・回収2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木達也、池津聡子、坂手康弘、片野智仁、立花優
    • 学会等名
      2017年日本放射化学会年会・第61回放射化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 多孔性シリカ担持型モリブドリン酸アンモニウムの作成と燃料再処理でのセシウム除去プロセスへの応用2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木達也, 池津聡子, 坂手康弘, 片野智仁, 立花優
    • 学会等名
      第33回日本イオン交換研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 長鎖型モノアミド樹脂の化学構造とFPイオンに対する吸着特性との関係2017

    • 著者名/発表者名
      中村 聡志, 土肥 航大, 野上 雅伸, 立花 優, 鈴木 達也
    • 学会等名
      第33回日本イオン交換研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 白金族元素を吸着するスズを含む無機イオン交換体の開発2017

    • 著者名/発表者名
      阿部咲葵,阿部達雄,伊藤眞子,佐藤司
    • 学会等名
      第33回日本イオン交換研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] アンチモンを含む無機イオン交換体を用いた高度核種分離2017

    • 著者名/発表者名
      阿部咲葵,阿部達雄,伊藤眞子
    • 学会等名
      第19回化学工学会学生発表会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Removal of Cesium by Heteropolyacid Salts from Radioactive Waste in HCl System2016

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki, Y. Tachibana, Y. Sakate, Son Nguyen An, Lanh Dang
    • 学会等名
      9th International Conference on Nuclear and Radiochemistry
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on Cesium Removal using Heteropolyacid Salts in HCl System2016

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki, Y. Tachibana, Y. Sakate, S. A. Nguyen, L. Dang
    • 学会等名
      14th Information Exchange Meeting on Actinide and Fission Product Partitioning and Transmutation
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reprocessing with Nuclide Separation Subprocesses based on Ion Exchange2016

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki
    • 学会等名
      BIT's 6th Annual New Energy Forum-2016 in BIT's 3rd Annual Global Congress of Knowledge Economy - 2016
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Chemically Conversion And Dissolution Of Hardly Soluble Materials Using Atmospheric-Pressure Non-Thermal Plasma2016

    • 著者名/発表者名
      K. Matsumoto, T. Suzuki
    • 学会等名
      The 5th International GIGAKU Conference in Nagaoka
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Removal of Cesium by Using Heteropolyacid Salts in HCl System2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Sakate, Yu Tachibana, Son Nguyen An, Lanh Dang, Tatsuya Suzuki
    • 学会等名
      The 5th International GIGAKU Conference in Nagaoka
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 難溶解性物質の溶解のための大気圧非平衡プラズマ発生装置の開発2016

    • 著者名/発表者名
      松本康平、鈴木達也、立花優
    • 学会等名
      第12回再処理・リサイクルセミナー
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 無機イオン交換体を用いた高度核種分離2016

    • 著者名/発表者名
      阿部達雄
    • 学会等名
      第32回イオン交換研究発表会
    • 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: 2022-01-27  

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