| 研究課題/領域番号 |
20K21870
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分64:環境保全対策およびその関連分野
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| 研究機関 | 中部大学 |
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研究代表者 |
堤内 要 中部大学, 応用生物学部, 教授 (50329851)
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| 研究分担者 |
室屋 裕佐 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (40334320)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 使用済み核燃料 / 放射線分解 / 酸化鉄ナノ粒子 / エネルギー生産 / 放射性廃棄物 / 浄化 / 選択的捕捉 / 磁気分離 / 水素 / 放射性廃棄物汚染 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では放射性廃棄物汚染の浄化、放射性廃棄物の濃縮、そして濃縮放射性廃棄物からのエネルギー生産を目的として、2つの課題に取り組む。1つは、放射性核種を捕捉できるような化学修飾を施した磁性微粒子の開発であり、磁石の力を用いて汚染水や汚染土壌の浄化を効率よく行う方法を確立する。2つ目は、水の放射線分解である。ナノ粒子を用いて水の放射線分解を行い、水素を高効率で生成させる検討を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、粒子径5 nmまでの酸化鉄ナノ粒子（IONP）を調製し、これらの水分散液に60Coからの放射線を照射することで、IONP中の三価鉄（FeIII）が二価鉄（FeII）に還元することを見出した。この現象を詳細に解析したところ、放射線による電離作用で生成した電子をIONPのFeIIIが受け取り、FeIIに変換したことを突き止め、それと同時に、系中に過酸化水素などの物質が生成することも明らかにした。本研究では、さらに、この状態から粒子を磁気分離した電気化学セルを用いて起電力を得ることにも成功し、μWオーダーの出力を確認することもできた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究成果の学術的意義は、これまで実用的な発電には全く利用されていなかったγ線から電力が取り出せたことにある。放射性物質から発せられるγ線は本来 E = hνに相当するエネルギーを持っている。太陽光発電ではソーラーパネルを用いて太陽光のエネルギーから電気を取り出しているが、太陽光より100から100,000倍も高い周波数をもつγ線から電力としてエネルギーを取り出すデバイスはこれまでに1例も報告されていない。この発見はこれまで原子力発電の負の遺産といわれていた使用済み核燃料が我々の生活を支えるエネルギー源として利用できることを意味しており、社会的意義は極めて大きい。
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