| 研究課題/領域番号 |
26248045
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| 研究機関 | 愛媛大学 |
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研究代表者 |
青野 宏通 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (00184052)
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| 研究分担者 |
板垣 吉晃 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 准教授 (30325146)
松枝 直人 愛媛大学, 農学研究科, 教授 (90199753)
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| 研究期間 (年度) |
2014-06-27 – 2018-03-31
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| キーワード | ゼオライト / 磁性材料 / 放射性セシウム除染 / 除染シート / 複合材料 |
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| 研究実績の概要 |
申請者の開発したゼオライト-マグネタイト複合材料（磁化ゼオライト）は、ゼオライト中にマグネタイト磁性体を含んだ一体型の材料である。これを福島の水田に散布・混合し、ゼオライトに放射性CsおよびSrなどを吸着させた後、マグネタイトの磁石の機能による磁力回収が可能となる。一方、除染シートによる回収方法も安価な方法として期待できる。本研究は、土壌を壊さずに除染できる除染方法の実用化を目指すものである。
ゼオライトの人工合成の過程でマグネタイトの複合化を行うため、当初は石炭焼却灰を原料とするNa-P1型ゼオライトの検討を行ってきたが、これまでの研究で、モルデナイトが最も優れたCs選択吸着性能を有していることが明らかとなり、モルデナイトとマグネタイトの複合材料を中心に研究を行ってきた。その後、市販の試薬を用いて不純物を含まないモルデナイトの合成を行ない、きわめて優れた除染能力を確認している。安価に合成するために、珪藻土からの合成に成功し、さらには籾殻焼却灰と石炭焼却灰の混合原料のAl/Si比を調整することにより、これら廃棄物からの合成も可能であった。これらの複合材料により海水中においてもCs除染は十分な能力を有していた。さらには、回収したゼオライトの処理方法を検討するために、1000℃以下のガラス固化および液中のCsおよびSrの溶出挙動についても検討を行なった。SiO2-Al2O3-Na2O系状態図を用いて検討を行った結果、低温で溶融させることに成功し、さらにはCsやSrの溶出もほとんどみられなかった。
一方、除染シートの開発も進めており、開発した不織布シートを水田に用いて除染する実験も並行して行なっている。現在のところ、除染率はそれほど高くはないが、溶出助剤を工夫することより向上させることを狙った実証試験を行っている。
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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
土壌や液中の除染を目的に行なってきており、ゼオライト-マグネタイト複合材料またはゼオライトシートを用い、放射性核種を吸着させた後磁場回収を行なうことが可能となった。CsおよびSr吸着後に1000℃以下の低温熱処理により固化する研究も行っている。
まず、ゼオライト-マグネタイト複合材料については、ゼオライトの一種であるマグネタイトを試薬、珪藻土、さらには廃棄物である籾殻焼却灰と石炭焼却灰の混合物を原料として安価に合成し、優れたCs吸着性能および磁場回収性能を確認した。また、ガラス固化についてもほとんど溶出しない条件を見出しつつある。磁選機のコストダウンについては、ネオジム磁石の価格が高価であるため、これ以上は困難であることを確認した。
一方、シート化については天然モルデナイトを用いて吸着性能が優れかつ安価な不織布シートを開発し、既に企業で生産し福島にの水田にて実験を進めている。この実験については、溶出助剤の選択がきわめて重要であり、良い条件が得られつつある。
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| 今後の研究の推進方策 |
ゼオライト-マグネタイト複合材料については、Cs除去性能の優れたものが安価に得られているが、さらに優れたCs除去材料としてチャバサイトの人工合成による研究を最後に行なう予定である。
低温焼成による固化については、Na-P1型ゼオライトおよびモルデナイトについて、CsおよびSrについての固化条件の確立を目指す。
シート化についても、より優れた溶出助剤等の条件を決定する。
本実験の最終年度となるため、それぞれの研究について完了させる。
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