廃ゼオライトから放射性セシウムを回収して減容する再生型の高分子分離試薬の開発

• 研究課題/領域番号: 24760720
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 原子力学
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 元川 竜平 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究副主幹 (50414579)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 保健物理 / 環境安全 / 除染 / 分離化学 / 吸着剤

研究概要

ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属イオンが共存する水溶液においても、セシウムイオンを選択的に認識できるベンゾクラウンエーテルの誘導体（アセチル型ジベンゾ-20-クラウン-6-エーテル）を開発し、これをシリカゲル粒子や高分子微粒子に担持させたハイブリッド型の分離材料を開発することに成功した。さらに、中性子小角散乱法と密度汎関数理論（DFT）計算を用いることでベンゾクラウンエーテルとセシウムイオンによる錯体構造を明らかにしたところ、ベンゼン環のパイ電子とセシウムのd軌道の相互作用がイオンの選択認識に深く関わることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Small-angle neutron scattering study on specific polymerization loci induced by a copolymerization of polymerizable surfactant and styrene in miniemulsion polymerization (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Motokawa
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 45 号: 23 ページ: 9435-9444
  • DOI: 10.1021/ma301776b
  • 査読あり
• [学会発表] 粘土鉱物中のセシウムの吸着構造の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 塩飽秀啓, 矢板毅, 鈴木伸一, 小林徹, 宮崎有史, M.R. Awual, 元川竜平, 岡本芳浩, 松村大樹, 吉井賢資, 西畑保雄, 池田隆司, 寺岡有殿, 下山巌, 小西啓之, 片山芳則
  • 学会等名: 第27回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 広島国際会議場
  • 年月日: 2014-01-13
• [学会発表] 中性子散乱法による白金族イオン抽出溶液のミクロ構造観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 元川竜平、成田弘一、田中幹也、鈴木伸一、矢板毅
  • 学会等名: 第32回溶媒抽出討論会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2013-11-22
• [学会発表] 福島環境回復を目指して;廃棄物減容化のためのCs脱離機構解明と脱離法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 塩飽秀啓, 矢板毅, 鈴木伸一, 小林徹, 宮崎有史, M.R. Awual, 元川竜平, 岡本芳浩, 松村大樹, 吉井賢資, 西畑保雄, 池田隆司, 寺岡有殿, 下山巌, 小西啓之, 片山芳則
  • 学会等名: SPring-8シンポジウム2013
  • 発表場所: 京都大学宇治おうばくプラザ
  • 年月日: 2013-09-07
• [学会発表] 中性子散乱法による白金族イオン抽出溶液のミクロ構造観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 元川竜平, 成田弘一, 田中幹也, 鈴木伸一, 矢板毅
  • 学会等名: 平成25年度資源・素材関係学協会合同秋季大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2012-09-03
• [学会発表] Microscopic Structure Formed in the Organic Phase upon the Extraction of Zr(IV)-HNO_3 / Tributylphosphate-Octane (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Motokawa, S. Suzuki, H. Ogawa, and T. Yaita
  • 学会等名: Plutonium Futures 2012
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 年月日: 2012-07-16
• [学会発表] Microscopic Strucuture Formed in the Organic Phase upon the Extraction of Zr(IV)-HNO3/Tri-n-butylPhosphate-Octane (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryuhei Motokawa
  • 学会等名: Plutonium Futures 2012
  • 発表場所: Cambridge (England)
• [学会発表] 粘土鉱物中のセシウムの吸着構造の解明
  • 著者名/発表者名: 塩飽秀啓、矢板毅、鈴木伸一、小林徹、宮崎有史、Awual, M. R.、元川竜平、岡本芳浩、松村大樹、吉井賢資、西畑 保雄; 池田 隆司; 寺岡 有殿; 下山 巖; 小西 啓之; 片山 芳則
  • 学会等名: 第27回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] 福島環境回復を目指して; 廃棄物減容化のためのCs脱離機構解明と脱離法の開発
  • 著者名/発表者名: 塩飽秀啓、矢板毅、鈴木伸一、小林徹、宮崎有史、Awual, M. R.、元川竜平、岡本芳浩、松村大樹、吉井賢資、西畑保雄、池田隆司、寺岡有殿、下山巖、小西啓之、片山芳則
  • 学会等名: SPring-8シンポジウム2013
  • 発表場所: 宇治
• [学会発表] 中性子散乱法による白金族イオン抽出溶液のミクロ構造観察
  • 著者名/発表者名: 元川竜平、成田弘一、田中幹也、鈴木伸一、矢板毅
  • 学会等名: 第32回溶媒抽出討論会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 中性子散乱法による白金族イオン抽出溶液のミクロ構造観察
  • 著者名/発表者名: 元川竜平、成田弘一、田中幹也、鈴木伸一、矢板毅
  • 学会等名: 平成25年度資源・素材関係学協会合同秋季大会
  • 発表場所: 札幌
• [備考]
  • URL: http://wwwapr.kansai.jaea.go.jp/srrc/research02/acc.html
• [産業財産権] 放射性物質の処理方法 (2013)
  • 発明者名: 矢板毅、鈴木伸一、元川竜平、宮崎 有史、小林徹、江口勇司、脇屋武司
  • 権利者名: 独立行政法人日本原子力研究開発機構、積水化学工業株式会社
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-018556
  • 出願年月日: 2013-09-06
• [産業財産権] セシウムの吸着材、セシウムの吸着物質及びセシウムの吸着材を用いた放射性セシウム含有物質の処理方法 (2013)
  • 発明者名: 元川竜平、矢板毅、鈴木伸一、小林 徹、宮崎有史、江口勇司、脇屋武司
  • 権利者名: 独立行政法人日本原子力研究開発機構、積水化学工業株式会社
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-185567
  • 出願年月日: 2013-09-06
• [産業財産権] 放射性物質の処理方法 (2013)
  • 発明者名: 矢板毅、鈴木伸一、元川竜平、宮崎有史、小林徹、江口勇司、脇屋武司
  • 権利者名: 独立行政法人日本原子力研究開発機構、積水化学工業株式会社
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-185566
  • 出願年月日: 2013-09-06
• [産業財産権] セシウムの吸着材、セシウムの吸着物質及びセシウムの吸着材を用いた放射性セシウム含有物質の処理方法 (2013)
  • 発明者名: 元川竜平、矢板毅、鈴木伸一、小林徹、宮崎有史、江口勇司、脇屋武司
  • 権利者名: 独立行政法人日本原子力研究開発機構、積水化学工業株式会社
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-185567
  • 出願年月日: 2013-09-06