粘土質（層状珪酸塩）土壌中セシウムのマイクロ波加熱除去に関する物質工学的基礎研究

• 研究課題/領域番号: 24360285
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 吉川 昇 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (70166924)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円); 2014年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2012年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
• キーワード: マイクロ波 / 層状珪酸塩 / セシウム / バーミキュライト / イオン置換 / 誘電率 / 導電率 / 加熱 / 粘度土土壌 / 物質工学 / 浸透深さ / ナノ構造 / 微量分析 / 誘電加熱 / 除去 / 粘土土壌

研究成果の概要

本研究においては、層状珪酸塩としてバーミキュライトを水に懸濁し、Csをドープした。種々の塩を添加した上で固体(粉末)状態でマイクロ波加熱を行なう事により、Csを有効に除去できる事を見出した。
特にKCl、CaCl2の添加がCsのイオン置換に効果がある事が分かった。また電気炉に比較し、700℃以下の加熱でマイクロ波加熱による効果がある事も分かった。上記の塩をバーミキュライトに添加する事により、誘電率や導電率が上昇し、マイクロ波加熱が起こり易くなる事も分かった。上記塩にCaCO3を複合添加する事により、更に除去率を向上できる事が分かったが、マイクロ波加熱は困難になる事が分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Exchange and removal of Cs ion in clay minerals by microwave application. (2015)
  • 著者名/発表者名: N.Yoshikawa, T.Sumi, S.Mikoshiba, Y.Itagaki and S.Taniguchi
  • 雑誌名: Proc. 8th Int. Conf. on Electromagnetic Processing of Materials (EPM2015) 巻: 8 ページ: 481-484
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Exchange of Cs Ion in Clay Minerals by Microwave Application (2014)
  • 著者名/発表者名: N.Yoshikawa, T.Sumi, S.Mikoshiba and S.Taniguchi
  • 雑誌名: Ceramics Transactions 巻: 249 ページ: 347-335
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/ast.88.21
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Exchange of Cs Ion in Clay Minerals by Microwave Application (2014)
  • 著者名/発表者名: Noboru Yoshikawa, Takeshi Sumi, Shun Mikoshiba and Shoji Taniguchi
  • 雑誌名: Ceramic Transactions 巻: 掲載確定
  • 査読あり
• [学会発表] 層状珪酸塩(粘土)鉱物中Csのマイクロ波印加イオン置換反応に及ぼす添加物の影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉川昇、角剛、御子柴駿、板垣勇司、谷口尚司, コマロフセルゲイ
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会、日本金属学会共同セッション
  • 発表場所: 東京理科大葛飾キャンパス(東京都)
  • 年月日: 2016-03-25
• [学会発表] 層状珪酸塩(粘土)鉱物中の Cs イオン置換に及ぼすマイクロ波印加効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉川昇 、角剛 、御子柴駿 、谷口尚司
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会
  • 発表場所: 東京大学 (東京都目黒区)
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [学会発表] マイクロ波プロセッシングのための誘電率測定研究会活動と 誘電率測定に関する研究紹介 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉川昇、李長全、川平啓太、鈴木宏規、谷口尚司
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会
  • 発表場所: 金沢大学
• [学会発表] Exchange of Cs Ion in Clay Minerals by Microwave Application (2013)
  • 著者名/発表者名: Noboru Yoshikawa, Takeshi Sumi, Shun Mikoshiba and Shoji Taniguchi
  • 学会等名: 2013 Conference on Materials Science and Technology (MS&T'13)
  • 発表場所: カナダ、モントリオール
• [学会発表] Containment of Fukushima Radio Active Pollutions in Microwave Sintered Clay and Glasses (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉川昇
  • 学会等名: マイクロ波エネルギー応用に関する国際会議(GCMEA2)
  • 発表場所: 米国ロングビーチ
  • 年月日: 2012-07-26
• [学会・シンポジウム開催] 8th International Conference on Electromagnetic Processing of Materials (EPM) (2015)
  • 発表場所: Cannes, France
  • 年月日: 2015-10-12