| 研究課題/領域番号 |
26820308
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| 研究機関 | 金沢工業大学 |
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研究代表者 |
渡辺 雄二郎 金沢工業大学, バイオ・化学部, 准教授 (60410297)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | ゼオライト / セシウム / 焼結 / 緻密固化体 / アパタイト / モルデナイト / パルス通電加圧焼結 / 複合体 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は水溶液中で安定な緻密固化体を作製することを目的に、昨年度までに作製したセシウム(Cs)吸着モルデナイト(MOR)／水酸アパタイト(HA)複合体とアパタイトマトリックスとの焼結を常圧焼結法とパルス通電加圧焼結(PECS)法で行った。PECS法では950℃と1050℃での50MPaの焼結において割れのない緻密な焼結体が得られ、常圧焼結においてもPECS法と比較して密度が低いものの割れのない焼結体が得られた。0.6MNaCl中における溶出実験では、いずれの焼結体も1.0%以下の低いCs溶出率を示した。以上より、汚染水中でのCs保持率99％以上を達成でき、実用性の高い安心・安全なCs回収・安定化技術を構築できることが明らかになった。
本研究を踏まえて、さらに本複合体のCsとストロンチウム(Sr)の吸着実験を行った結果、CsとSrの同時吸着が可能なことが明らかになった。そのためCs及びSr吸着MOR／HA複合体の常圧焼結とPECS焼結を行った。PECS法を用いて1000℃で作製した焼結体は、常圧焼結体と比較して加圧焼結の効果により低温で緻密な焼結体が得られた。常圧焼結体のXRDパターンから、900℃まではMOR構造を保持し、1000℃ではMORの回折線が減少しブロードな回折線(非晶質化)が見られ、さらにHA由来と思われるβ-TCPの回折線が見られた。1100℃及び1200℃ではMORの回折線は消滅し、クリストバライト及び長石の回折線が見られた。TEM-EDX分析結果からは1200℃で作製した常圧焼結体は多数の結晶が局在し、Csは長石または非晶質相、Srはβ-TCP相に保持されていた。1000℃で作製したPECS焼結体では、CsはMOR相(一部非晶質化)、Srは表面のβ-TCP相に保持されていた。今後は得られた焼結体の溶出挙動を詳細に検討する予定である。
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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
本年度は水溶液中で安定な緻密固化体を作製し、溶出挙動を評価した。当初の目標Cs保持率99％以上を達成でき、おおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
実用化のために、より簡易なプロセスと、放射性ストロンチウムの吸着も考慮して、ゼオライト／アパタイト複合体のみでのセシウムとストロンチウムの固化体作製を行った。その結果、現在までに緻密な焼結体が得られている。今後は得られた焼結体の溶出挙動を詳細に検討し、溶液安定性を評価する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
実験を計画通り推進した結果、直接経費を節約しつつ当初予定していたセシウム固定化技術を確立でき、その過程で新たな知見が得られた。この研究成果を踏まえ４月以降にCsとSrの焼結体の安定性評価を行うことにより、新たな研究成果が得られ、本研究の飛躍的な向上が期待できるため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度の消耗品購入及び分析評価を他機関で実施するための出張費（旅費）として計上する。
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