| 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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| 研究成果の概要 |
本研究では、Cs137とSr90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、核燃料デブリ由来の汚染水中のCs137とSr90の同時回収・安定化の検討を行った。その結果、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Cs+に加え、Sr2+を同時に回収可能なことを明らかにした。また、雲母にアルミニウムを導入した複合体を作製でき、アパタイトのSr2+吸着性能を保持したままCs+選択性を向上させることに成功した。さらに、Cs+回収後の複合体が高い溶液安定性を示すことを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
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し、炉内環境中での長期的な安全保管対策と共に、環境中への核種移行遅延対策が必要となる。本研究により、アパタイトを介した風化黒雲母／ゼオライト／アパタイト複合体をイオン交換を駆使した新規手法により作製でき、得られた複合体はCs+とSr2+の高選択性と高い溶液安定性を示すことを明らかにし、燃料デブリ由来の汚染水中の137Cs, 90Sr同時回収・安定化法を提案できた。本複合体は原子炉建屋付近において広範囲の137Csと90Sr濃度域で利用できる吸着材(核種移行遅延材）として期待される。
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