リン酸塩ガラス異常現象を利用した高レベル放射性廃棄物固化ガラスの開発

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21560848
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 地球・資源システム工学
• 研究機関: 工学院大学
• 研究代表者: 大倉 利典 工学院大学, 工学部・環境エネルギー化学科, 教授 (70255610)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 高レベル放射性廃棄物 / ガラス固化 / リン酸塩ガラス異常現象

研究概要

リン酸マグネシウムガラスは、メタ組成付近で組成-物性間にリン酸異常現象と呼ばれる非線形性を示し、anomalousタイプに分類される。このガラスを用いて模擬放射性廃棄物を固化させたガラス固化体について、熱的安定性や耐水性の評価、振動スペクトルを用いた構造変化の検討を行った。メタ組成付近で廃棄物含有量が45 mass%の固化ガラスの浸出率は10^<-6> g/cm^2・dayオーダーとなり、ホウケイ酸塩ガラス固化体(廃棄物含有量25 mass%)の浸出率2.5×10^<-6> g/cm^2・dayと比べてかなり低い値となった。ガラスネットワーク中のクロス・リンケージの密度の増加が耐水性を向上させたものと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Characterization and Hydration Reactivity ofα-Tricaicium Phosphate Prepared by Heating with Gypsum (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Monma, Y. Moriyoshi, H. Ogata, T. Okura
  • 雑誌名: Phosphorus Research Bulletin 巻: 27 ページ: 1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydration-Hardening Properties of Divalent Cation-Substitutedα-Tricalcium Phosphate (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Monma, Y. Hosoi, T. Okura, H. Ogata, Y. Moriyoshi
  • 雑誌名: Phosphorus Research Bulletin 巻: 24 ページ: 79-82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced Osteoblastic Adhesion through Improved Wettability on Polarized Hydroxyapatite (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Nakamura, A. Nagai, T. Okura, Y. Sekijima, T. Hentunen, K. Yamashita
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 118(6) ページ: 474-478
  • 査読あり
• [雑誌論文] Na^<+-> Fast Ionic Conducting Glass-Ceramics of Silicophosphates (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Okura, H. Monma, K. Yamashita
  • 雑誌名: Journal of Electroceramics(Review) 巻: 24(2) ページ: 84-90
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface Electric Fields Increase Osteoblast Adhesion through Improved Wettability on Hydroxyapatite Electret (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Nakamura, A. Nagai, T. Hentunen, J. Salonen, Y. Sekijima, T. Okura, K. Hashimoto, Y. Toda, H. Monma, K. Yamashita
  • 雑誌名: ACS Applied Materials & Interfaces 巻: 1(10) ページ: 2181-8189
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Na+Conduction Properties of Phosphosilicate Glass-Ceramics in the Y-Nd Mixed System (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Okura, M. Saimaru, H. Monma
  • 雑誌名: ECS Transactions 巻: 16(51) ページ: 429-433
  • 査読あり
• [雑誌論文] 超の世界無機酸化物滑水性コーティングガラスの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 渡部俊也、横田幸信、吉田直哉、横西遼祐、今井隆晶、大倉利典
  • 雑誌名: 自動車技術 巻: Vol.63, No.6 ページ: 96-97
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interface Bonding ofα-Tricalcium Phosphate Ceramic Couple Soaked in Water and Simulated Bodyfluid (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Monma, Y. Moriyoshi, T. Okura
  • 雑誌名: Phosphorus Research Bulletin 巻: 23 ページ: 94-97
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanochemical Properties of Octacalcium Phosphate and Brushite (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Monma, T. Okura, Y. Hara, Y. Moriyoshi
  • 雑誌名: Phosphorus Research Bulletin 巻: 23 ページ: 10-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ionic Conductivities of Nasicon-Type Glass-Ceramic Superionic Conductors in the System Na_2O-Y_2O_3-XO_2-SiO_2(X=Ti, Ge, Te) (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Okura, M. Saimaru, H. Monma, K. Yamashita
  • 雑誌名: Solid State Ionics 巻: 180 ページ: 537-540
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Na+Conduction Properties of Nasicon-Type Glass-Ceramics in the System Na_2O-Y_2O_3-X_2O_3-SiO_2(X=B, Al, Ga) and Effect of Si Substitution
  • 著者名/発表者名: T. Okura, K. Kawada, N. Yoshida, H. Monma, K. Yamashita
  • 雑誌名: Solid State Ionics 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] New Superionic Conducting Glass-Ceramics-Improvement of Ionic Conductivity and Control of Structure-
  • 著者名/発表者名: T. Okura, H. Monma, K. Yamashita
  • 雑誌名: Journal of the Society of Inorganic Materials 巻: (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] Synthesis and Na+Conduction Properties of NASICON-Type Glass-Ceramics in the System Na2O-Y2O3-X2O3-SiO2(X=B, Al, Ga) and Effect of Si Substitution (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Okura, K. Kawada, K. Yamashita
  • 学会等名: 18th International Conference on Solid State Ionics(SSI-18)
  • 発表場所: Warsaw, Norway
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Conduction Properties of Nanostructured NASICON-Type Glass-Ceramics Synthesized by Bias Crystallization of Glass (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Okura
  • 学会等名: Nano-S & T(Invited Speech)
  • 発表場所: Dalian, China
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Immobilization of Simulated High Level Nuclear Waste with Magnesium-Zinc-Phosphate Glasses (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Okura
  • 学会等名: XIX International Materials Research Congress(Invited Talk)
  • 発表場所: Cancun, Mexico
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Leaching Behavior of Magnesium-Zinc-Phosphate Glasses for Nuclear Waste Immobilization (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Imai, T. Okura, H. Monma
  • 学会等名: 3rd International Congress on Ceramics(ICC3)
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Superionic Conducting Na5RSi4O12-type(R=Rare Earth) Glasses and Glass-Ceramics : Crystallization Kinetics and Conduction Properties (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Okura, H. Monma, K. Yamashita
  • 学会等名: Electroceramics XII
  • 発表場所: Trondheim, Norway
  • 年月日: 20100000
• [図書] Advances in Crystallization Processes [Chapter 4 : Preparation of Na+Superionic Conductors by Crystallization of Glass] (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Okura
  • 総ページ数: 83-106
  • 出版者: InTech Publishers
• [図書] 気候・資源リスク回避に向けた材料開発のエコイノベーション・ロードマップデータ集「放射性廃棄物処理のためのガラス固化体」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大倉利典
  • 出版者: (社)未踏科学技術協会エコマテリアル・フォーラム
• [産業財産権] 無機構造物及びその製造方法、並びに無機薄膜の製造方法 (2010)
  • 発明者名: 渡部俊也、吉田直哉、横西遼祐、今井隆晶、大倉利典、横田幸信、陳長川、柴山優子、中島章、古田勤
  • 権利者名: 渡部俊也、吉田直哉、横西遼祐、今井隆晶、大倉利典、横田幸信、陳長川、柴山優子、中島章、古田勤
  • 産業財産権番号: 特許、PCT/JP2010/65177
  • 出願年月日: 2010-09-03
  • 外国