| 研究課題/領域番号 |
18KT0064
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| 研究機関 | 福島県環境創造センター |
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研究代表者 |
高橋 勇介 福島県環境創造センター, 研究部, 副主任研究員 (70792547)
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| 研究分担者 |
西村 正樹 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 主任研究員 (00416249)
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| 研究期間 (年度) |
2018-07-18 – 2021-03-31
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| キーワード | 除染廃棄物仮置場 / 高分子資材 / 劣化メカニズム / 耐候性大型土のう / ジオシンセティックス / ベルト引張試験 / 赤外分光分析 / 熱分析 |
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| 研究実績の概要 |
本研究テーマの目的は、福島県内の除染廃棄物仮置場で使用されている高分子資材、特に除染廃棄物の保管容器（耐候性大型土のう）の長期耐久性についてその劣化メカニズムを明らかにし、仮置場や除染廃棄物の管理に資する知見を発信することである。
令和元年度の主な実施内容は、前年度に引き続き(1)吊ベルトの引張試験、(2)化学分析、(3)劣化再現のための室内促進曝露試験 の3つである。
まず(1)吊ベルトの引張試験では、前年度に引き続き仮置場で実供用された吊りベルトの引張強さを評価した。その結果、試料によって引張強さの低下程度が異なり、一部試料では2年供用後の引張強さが基準値未満に低下していることが確認された。
次に(2)吊ベルトの化学分析では、高分子資材の劣化状態を評価する手法として、熱分析および赤外分光分析の有用性を明らかにできた。特に赤外分光分析については、前年度時点では未使用品と屋外実供用品の識別が困難であるという結果であったが、これは屋外実供用品の劣化は面的にばらつきが大きかった為と推測される。今後は、資材の劣化のばらつきを可視化し、資材強度に与える影響を明らかにする。
そして(3)室内促進曝露試験においては、劣化を引き起こす「刺激」として、ひずみ、環境温度（特に高温側）、紫外線に着目し、それらを人工的且つ複合的に付与した後、引張強さを評価したところ、紫外線・予荷重よりも熱の影響が比較的大きい傾向が得られた。
研究成果の発信としては、GEE2019（5/30-31、カナダ、モントリオール）にて論文を投稿し受理された他、環境放射能除染学会、マテリアルライフ学会、化学工学会で研究成果を発表した。また成果の一部は、福島県が発行する福島県仮置場等技術指針（第6版）に参照された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
令和元年度は、仮置場の保管容器の劣化速度が室内促進曝露から想定される速度を大きく上回っている事象について、平成30年度には扱わなかったメーカーの資材も追加してデータの確度を高めることが出来た。現在は、これらの結果を基に劣化再現試験に着手している。
令和元年度の内に劣化メカニズムを完全に明らかにするには至らなかったが、元年度のデータ蓄積によって熱的安定性が特に重要であることが示された。最終年度である令和2年度には各種化学分析に対する考察を深めつつ、本研究テーマの主目的である仮置場における高分子資材の劣化メカニズム解明を達成出来ると考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度は、本研究テーマの最終年度として、仮置場における高分子資材の劣化メカニズム解明および劣化評価手法についてとりまとめを行う。まず、令和元年度の調査結果を踏まえて紫外線や熱処理を利用した高分子資材の劣化再現試験の調査を継続する。加えて、劣化資材の化学分析によってこれまでに得られたデータの解析を進めることで、高分子資材の劣化要因が明らかに出来ると考える。
また、これらの調査結果に基づき、仮置場における高分子資材の劣化状態を評価するのに適した分析手法の提案を目指す。現状、資材の劣化状態を評価するには引張試験等の大規模な破壊試験以外に適当な手法が存在しない。資材を殆ど破壊すること無く劣化状況を評価する手法があれば、今後の福島県内外における除去土壌等の保管や輸送に有用である。
研究成果については、学会等で発信する予定である（環境放射能除染学会、化学工学会等での学会発表を予定。また、耐久性試験および化学分析に関する研究成果を論文投稿する予定（投稿先未定））
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本研究テーマの令和元年度の主な実施内容の一つに、耐候性大型土のうの化学分析（熱分析、分子量分布分析、赤外分光分析等）が挙げられる。一方で、研究代表者の所属機関（福島県環境創造センター）では異なるテーマで化学分析試験を実施しているところである。令和元年度は両者の化学分析をまとめて実施したことにより、物品費や旅費について想定よりも少額となった。
令和2年度は研究代表者の所属が変更に伴い消耗品や旅費の増大が見込まれ、更に新たな分析試験を検討していることから、差額発生は少額になると考える。
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| 備考 |
本科研費テーマ（課題番号: 18KT0064）の成果の一部が、福島県が発行する福島県仮置場等技術指針（第6版）p.81-82に参照された。
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