2015 Fiscal Year Annual Research Report
安全な溶媒抽出法による福島第一発電所の汚染水・廃棄物処理の包括的研究
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26630478
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山村 朝雄 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (20281983)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永井 満家 東北大学, 金属材料研究所, 技術職員 (00724733)
永田 晋二 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (40208012)
李 徳新 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (40281985)
白崎 謙次 東北大学, 金属材料研究所, 技術職員 (70447176)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ハイドロフルオロカーボン / 福島第一発電所事故 / 汚染水 / 液体抽出法 / ストロンチウム / セシウム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
東京電力(株)福島第一原子力発電所の事故により、ウランの核分裂により派生したセシウム137やストロンチウム90を含む放射性物質が原子炉建屋外に流出し問題となっている。本研究では、優れた溶媒和特性、低毒性、不燃性、化学的安定を示すHFCを希釈剤とした溶媒抽出を用いた汚染水の除染について提案し、本方法の有用性について検討した。
3種類の共抽出剤を利用することにより、中性水溶液からのSrの抽出(D～1000)が可能であることが判明した。これらの共抽出剤は、強酸水溶液を形成することで抽出が行われるわけではなく、錯形成に寄与する。バートレルを希釈剤とすることで、環境水中に多く含まれるKの抽出が抑制される。
抽出分配の濃度依存性より決定した化学量論比はSr(DCH18C6)C2である。XAFS動径構造関数の解析を第一原理計算による最適化構造と照合しながら進めている。第一原理計算の結果によれば、Srをクラウンエーテルが囲み、残ったスペースに、共抽出剤分子がフィットした、4体の反応体として抽出されることで、Sr等のイオンに対する選択性が得られている。
また、排水・汚染水を極小化する除染法の検討では、ミキサセトラ動作の確認、廃棄物量の確認を行った。廃棄物は汚染水中に含まれる金属元素とフッ素のみである。コスト低減のためには、水相への逆抽出、すなわち抽出剤の再利用が望まれる。
本研究で検討しているストロンチウム、セシウムの溶媒抽出システムにより、汚染水、二次廃棄物の問題を解決し、原子炉建屋の冷却システムの安定化に大きく寄与することが期待される。
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