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溶融塩処理法を用いた汚染土壌からのセシウム脱離とその構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K06965
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 原子力学
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

本田 充紀  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 物質科学研究センター, 研究副主幹 (10435597)

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
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード粘土鉱物 / X線分析 / 溶融塩 / 風化黒雲母 / セシウム / その場観察 / X線吸収分光法 / 混合塩 / 赤外吸収分光 / 真空加熱拡散 / 放射光その場観察 / 溶融塩処理 / 廃棄物再資源化 / 放射線 / 土壌学
研究成果の概要

福島環境回復へ向けた研究開発として、福島のCs汚染土壌から溶融塩法を用いたCs除去および構造解析を行った。
溶融塩法(NaCl-CaCl2混合塩)を用いて、土壌と塩が質量比で1:1になるよう添加した後に700度で加熱処理し、その後水洗いすることにより、Csを100%除去(蛍光エックス線分析による検出限界以下)することに成功した。
またCs除去後の土壌についてX線回折法等により構造解析を行った結果、元の土壌の結晶構造から普通輝石、和田石、赤鉄鉱、方解石にな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

東日本大震災により発生した福島第一原子力発電所事故により大量の汚染土壌が発生した。事故後8年を経過した現在も汚染土壌の減容および再生利用は解決すべき重要な課題である。今回セシウムが土壌から除去されるメカニズムを放射光X線を用いたその場分析により明らかにした。これは効果的にセシウムを除去する方法として有効であり、減容再生利用へ向けた研究開発の促進へむけた研究成果である。

報告書

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

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Electrochemical Cs removal and crystal formation from Fukushima weathered biotite in molten NaCl-CaCl22019

    • 著者名/発表者名
      M. Honda, T. Goto, Y. Sakanaka, T. Yaita, and S. Suzuki
    • 雑誌名

      AIMS ElectronEng

      巻: 3 号: 2 ページ: 102-110

    • DOI

      10.3934/electreng.2019.2.102

    • 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] Effective adsorption and collection of cesium from aqueous solution using graphene oxide grown on porous alumina2018

    • 著者名/発表者名
      Shiro Entani, Mitsunori Honda, Iwao Shimoyama, Songtian Li, Hiroshi Naramoto, Tsuyoshi Yaita, and Seiji Sakai
    • 雑誌名

      japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 4S ページ: 04FP04-04FP04

    • DOI

      10.7567/jjap.57.04fp04

    • NAID

      210000148997

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Proposed Cesium-free Mineralization Method for Soil Decontamination: Demonstration of Cesium Removal from Weathered Biotite2017

    • 著者名/発表者名
      Honda Mitsunori、Shimoyama Iwao、Kogure Toshihiro、Baba Yuji、Suzuki Shinichi、Yaita Tsuyoshi
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 2 号: 12 ページ: 8678-8681

    • DOI

      10.1021/acsomega.7b01304

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mechanism of Cs Removal from Fukushima Weathered Biotite by Heat Treatment with a NaCl-CaCl2 Mixed Salt2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsunori Honda, Yoshihiro Okamoto, Iwao Shimoyama, Hideaki Shiwaku, Shinichi Suzuki and Tsuyoshi Yaita
    • 雑誌名

      ACS OMEGA

      巻: 2 号: 2 ページ: 721-727

    • DOI

      10.1021/acsomega.6b00372

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 溶融塩電気化学法を用いた汚染土壌からのセシウム除去と放射光XAFS分析による電解還元効果の解明2019

    • 著者名/発表者名
      本田 充紀, 後藤 琢也, 坂中 佳秀, 矢板 毅, 鈴木 伸一
    • 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] Electrochemical control of multi crystal formation from clay mineral in molten NaCl-CaCl22018

    • 著者名/発表者名
      Mitsunori Honda, Takuya Goto, Y. Sakanaka, Tsuyoshi Yaita, and Sinichi. Suzuki
    • 学会等名
      AiMES2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 溶融塩NaClーCaCl2を用いた粘土鉱物からのCs除去とその電解還元効果2018

    • 著者名/発表者名
      本田 充紀, 後藤 琢也, 坂中 佳秀, 矢板 毅, 鈴木 伸一
    • 学会等名
      第50回溶融塩化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 溶融塩電気化学法を用いた粘土鉱物からのCs除去と電解還元効果2018

    • 著者名/発表者名
      本田 充紀, 後藤 琢也, 坂中 佳秀, 長谷川友里, 鈴木 伸一, 矢板 毅
    • 学会等名
      第29回日本化学会関東支部茨城地区研究交流会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 溶融塩電気化学法を用いた汚染土壌からのセシウム除去とその構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      本田 充紀, 後藤 琢也, 坂中 佳秀, 下山 巌, 岡本 芳浩, 鈴木 伸一, 矢板 毅
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季街学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 汚染土壌からのセシウム除去と溶融塩電気化学法を用いた電界効果2018

    • 著者名/発表者名
      本田 充紀, 後藤 琢也, 坂中 佳秀, 岡本 芳浩, 鈴木 伸一, 矢板 毅
    • 学会等名
      2017年度量子ビームサイエンスフェスタ; 第9回MLFシンポジウム/第35回PFシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] その場観察高温XAFS測定による反応促進剤を用いた熱処理による福島風化黒雲母からのCs除去過程の解明2017

    • 著者名/発表者名
      本田充紀, 岡本芳浩, 下山巖, 塩飽秀啓, 鈴木伸一, 矢板毅
    • 学会等名
      第30回日本放射光学会年会
    • 発表場所
      神戸芸術センター(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2017-01-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] セシウムフリー鉱化法による福島風化黒雲母からのCs除去と低圧環境の影響2017

    • 著者名/発表者名
      下山巖, 本田充紀, 小暮敏博, 馬場祐治, 岡本芳浩, 千葉慎哲, 矢板毅, 鈴木伸一
    • 学会等名
      第30回日本放射光学会年会
    • 発表場所
      神戸芸術センター(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2017-01-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Mechanism of Cs removal from Fukushima weathered biotite by heat treatment with NaCl-CaCl2 mixed salt2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsunori Honda, Yoshihiro Okamoto, Iwao Shimoyama, Hideaki Shiwaku, Shinichi Suzuki and Tsuyoshi Yaita
    • 学会等名
      ICMAT2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In situ XAFS analysis for Cs removal process from Fukushima weathered biotite by heat treatment with NaCl-CaCl2 mixed salt.2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsunori Honda, Yoshihiro Okamoto, Iwao Shimoyama, Hideaki Shiwaku, Shinichi Suzuki, and Tsuyoshi Yaita
    • 学会等名
      Euroanalysis2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 溶融塩電気化学法を用いた福島風化黒雲母からのセシウム除去と分離2017

    • 著者名/発表者名
      本田 充紀, 後藤 琢也, 坂中 佳秀, 岡本 芳浩, 鈴木 伸一, 矢板 毅
    • 学会等名
      日本化学会北関東支部茨城地区研究交流会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 溶融塩を用いた福島風化黒雲母からのセシウム除去と電気化学的分離・回収2017

    • 著者名/発表者名
      本田 充紀, 後藤 琢也, 坂中 佳秀, 下山、巌, 岡本 芳浩, 鈴木 伸一, 矢板 毅
    • 学会等名
      第49回溶融塩化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 溶融塩電気化学法を用いた福島風化黒雲母からのセシウム除去と分離2017

    • 著者名/発表者名
      本田充紀, 下山巖, 小暮敏博, 岡本芳浩, 鈴木伸一, 矢板毅
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 福島における汚染土壌の除染と再利用を目指したセシウムフリー鉱化法 (2) その場観察EXAFS分析を用いた混合塩(NaCl-CaCl2)添加および加熱処理によるCs収着風化黒雲母からのCs除去過程の解明2016

    • 著者名/発表者名
      本田充紀, 岡本芳浩, 下山巖, 塩飽秀啓, 鈴木伸一, 矢板毅,
    • 学会等名
      2016年日本原子力学会秋の大会
    • 発表場所
      久留米シティプラザ(福岡県久留米市)
    • 年月日
      2016-09-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 福島における汚染土壌の除染と再利用を目指したセシウムフリー鉱化法 (1) 非放射性Csを飽和収着した福島風化黒雲母のセシウムフリー鉱化反応2016

    • 著者名/発表者名
      下山巖, 本田充紀, 小暮敏博, 平尾法恵, 馬場祐治, 岡本芳浩, 矢板毅, 鈴木伸一
    • 学会等名
      2016年日本原子力学会秋の大会
    • 発表場所
      久留米シティプラザ(福岡県久留米市)
    • 年月日
      2016-09-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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