2017 Fiscal Year Annual Research Report
Sorption and desorption dynamics of Cs by chemical and radioactivity imaging
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15H04246
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
斉藤 拓巳 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (90436543)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田野井 慶太朗 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (90361576)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 放射性セシウム / 収着 / 脱離 / 雲母系鉱物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度では，昨年度から継続して，赤外顕微分光測定を用い雲母系鉱物の水和状態マッピング評価とCsの雲母系鉱物層間からの脱離速度評価のための実験を行った．そして，3年間の研究結果に基づき，Csの脱離メカニズムを提案すると共に，脱離速度定数を決定した．
【赤外顕微分光測定による雲母系鉱物層間の水和状態イメージング】
雲母系鉱物として，比較的大きな南アフリカ産バーミキュライトを用いて，層間の水和状態を赤外光の吸収量の変化から評価した．特に，恒温槽で温度を変えた試料の赤外顕微分光測定より，水和の程度の進展が，温度とともに，外縁部よりどの程度進行するか評価した．
【長期の収着・脱離実験に基づく速度論的モデルの構築】
バーミキュライトやイライトへのCsの収着は早く，接触時間に依存しなかった．一方，収着量は共存イオンに依存し，Ca2+存在下での収着量がK+存在下での収着量より大きくなった．また，2種類の鉱物間で収着量を比較すると，K+共存下では，イライトへの収着量の方が小さく，一方，Ca2+共存下では，逆の傾向となった．雲母系鉱物からのCsの脱離は，Ca2+共存下でのイライトからの脱離を除き，比較的早く，収着時間にも依存しなかった．これらの試料では，脱離開始後30分で，7割以上のCsが脱離し，3日後には，9割以上のCsが脱離した．この傾向は，実際の汚染土壌からのCsの脱離よりも明らかに早いものである．一方，Ca2+共存下のイライトでは，Csの脱離は比較的遅く，脱離開始後60日で，8割程度の脱離にとどまった．また，脱離量が収着時間に依存し，収着時間の増加と共に，脱離量が低下した．研究のまとめとして，これらの結果を総合的に説明できる収着・脱離メカニズムを提案すると共に，Ca共存下のイライトからのCsの脱離モデルを提案し，脱離速度定数を決定した．なお，これらの成果をまとめた投稿論文を準備中である．
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(2 results)
