| 研究課題/領域番号 |
20K12226
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分64020:環境負荷低減技術および保全修復技術関連
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| 研究機関 | 法政大学 |
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研究代表者 |
渡辺 雄二郎 法政大学, 生命科学部, 教授 (60410297)
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| 研究分担者 |
田村 堅志 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (80370310)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | セシウム / ストロンチウム / ゼオライト / 雲母 / アパタイト / 複合体 / 吸着 / 放射性物質 / 粘土鉱物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
福島第一原発の廃炉作業では燃料デブリの早期取り出しが緊急課題となっている。しかし取り出しには30年以上の長期間を要するため、環境中への核種移行遅延防止対策が必要となる。移行が想定される主な核種は、放射性セシウムと放射性ストロンチウムであり、これらの核種を安定保持できる低環境負荷な材料が求められる。本研究では、蓄積してきた雲母とゼオライト／アパタイト複合体を用いた137Csの回収・安定化技術を基に、環境中への漏出時の137Csと90Srに対して高選択性を有する粘土鉱物／アパタイト複合体を開発し、燃料デブリ由来の汚染水中の137Cs, 90Sr同時回収・安定化法を提案する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、セシウム137とストロンチウム90に対して高選択性を有する粘土鉱物（ゼオライト・雲母）/アパタイト複合体を作製し、燃料デブリ由来の汚染水中のセシウム137とストロンチウム90同時回収・安定化法の検討を行っている。
昨年度（2022年度）までの検討により、アパタイトを介した黒雲母とゼオライトの複合体（黒雲母/アパタイト/ゼオライト複合体）が作製できること、本複合体がセシウムイオンに加え、ストロンチウムイオンを同時に回収可能なことを明らかにしている。
これらの結果を踏まえて、本年度はセシウムイオン選択性の向上を目指した黒雲母の層間へアルミニウムを導入した複合体の作製、セシウムイオンとストロンチウムイオンの同時吸着性能と選択性の評価、及び複合体の溶液安定性評価を行った。
その結果、天然雲母の水溶液処理時に塩化アルミニウムを加えることで、雲母にアルミニウムを導入した複合体を作製できることが明らかになった。また、雲母にアルミニウムを導入した複合体を作製することで、アパタイトのストロンチウムイオン吸着性能を保持したまま複合体のセシウムイオン選択性を向上できることが分かった。さらに、複合体の溶出試験の結果、セシウムイオン回収後の複合体からセシウムイオンはほとんど溶出せず、高い溶液安定性を示すことが明らかになった。
本研究により、燃料デブリ由来の汚染水中のセシウム137とストロンチウム90同時回収・安定化に貢献する粘土鉱物（ゼオライト・雲母）／アパタイト複合体を開発できた。本複合体は原子炉建屋付近において、広範囲の放射性セシウムと放射性ストロンチウム濃度域で利用できる吸着材として期待される。
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