研究課題/領域番号 |
24360285
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研究種目 |
基盤研究(B)
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研究機関 | 東北大学 |
研究代表者 |
吉川 昇 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 准教授 (70166924)
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研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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キーワード | マイクロ波 / セシウム / 粘土土壌 / 層状珪酸塩 / 誘電率 / 物質工学 / 浸透深さ / ナノ構造 |
研究概要 |
本研究を遂行するにあたり、実験室的なシミュラント粘土質土壌としてバーミキュライトを選択した。バーミキュライトは2:1型層状珪酸塩鉱物として知られており、入手が容易であると共に国内に存在する基本的な粘土化合物である。CsはICP(誘導結合プラズマ)発光分光分析用の標準試料を用い、バーミキュライトに導入した。実験試料に関しては良好な実験系を構築する事ができた。 バーミキュライトは層間に水を含んでおり、これが強固に結びついている。TG-DTA測定によると700℃以上においても完全に除去できない事が分かった。誘電挙動には含有イオンとの間に深い相関関係があると考えられる。 バーミキュライトをCs溶液(例えば1000ppb)に浸漬し、撹拌すると5分以下で十分吸着される事が分かり、吸着したものを再度水に投入してもCsは溶出しない事がICP-MS分析により判明した。 マイクロ波照射は、5.8GHzのシングルモード装置を用いて行った。バーミキュライトの珪酸塩層には鉄が含まれている事もあり、マイクロ波印加により1000℃以上に加熱を行える事が分かった。しかしながらマイクロ波照射による水分の蒸発だけではCsの除去は十分ではない事が判明した。このため、カチオンを置換してCsを除去する事を考えた。Ca,Kの塩化物や炭酸塩などの添加によりマイクロ波で加熱する事によりCsの置換が進行する事が分かった。電気炉加熱に比較し有効である事が確かめられた。本プロセスにおいては水を添加していないが、層間水との関連においてそのメカニズムが解明されるべきであろうと考えられる。
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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
本研究の遂行に必要な実験系を構築する事ができ、層状珪酸塩からのCs除去の手法をある程度見出す事ができている。
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今後の研究の推進方策 |
Csを含有させたシュミラント土壌の誘電/導電的性質やそのナノ構造解析等に関し、詳細に調べると共にイオン置換など基礎的な考察を行う。
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次年度の研究費の使用計画 |
マイクロ波領域の誘電率を、低周波域でのインピーダンス測定等を行うため必要となる計測器の購入を検討している。
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