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原子レベル構造の理解に基づく溶融塩法による汚染土壌からの材料創製技術の開発

基于对原子级结构的理解，开发利用熔盐法从污染土壤中制造材料的技术

基本信息

批准号：
19K21041
负责人：
長谷川友里
金额：
$ 1.91万
依托单位：
Japan Atomic Energy Agency
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-08-24 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K21041/
关键词：
放射性汚染土壌汚染土壌 Cs 雲母原子レベル構造

项目摘要

放射性汚染土壌の減容と再生利用は環境回復における重要な課題の一つである．本研究では，環境省の提示する汚染土壌処理の指針（2018年度）に基づき，汚染土壌の処理技術の中でも特に開発の求められている加熱・化学処理に着目した．なかでも溶融塩法は古くから提案されているものの，処理後の土壌の成分が明確ではなく，制御技術の向上が求められている．そこで本研究課題では，減容と再生利用の促進に向け，溶融塩と雲母との反応の初期段階における局所的な構造を明らかにすることで，Cs脱離と結晶成長過程の制御を目指す．本課題では，雲母に及ぼす影響が顕著にみられる溶融塩の条件を探索した．これまでの研究においてNaCl-CaCl2を混合した溶融塩の結果が報告されていることから，本研究では，溶融塩の条件として，混合比（NaCl-CaCl2比）に注目した．黒雲母に混合比の異なるNaCl-CaCl2少量ずつ添加していき，700℃で2h加熱後，自然冷却したのち洗浄した．加熱前後の組成及び結晶構造を蛍光X線分析（XRF）およびX線回折（XRD）を用いてそれぞれ計測した．XRF計測の結果，いずれの混合比においても検出限界以下までCsが脱離しているものの，混合塩中のNaClによるCs脱離の抑制が示唆された．一方，XRD計測の結果からは，NaClの混合比により組成を変調できる可能性が示唆された．CaCl2比の多い場合wadaliteとhematiteが形成されるのに対し，NaCl比の増加によりdiopsideの形成も観察された．本研究により，Cs脱離および選択的結晶成長に対してCaCl2-NaClの混合比が寄与する可能性が示された．今後，各条件における原子レベルの構造観察により結晶成長初期過程を解明することで，溶融塩法の技術開発に貢献することが期待される．

Volume reduction and recycling of radioactive contaminated soil and environmental recovery are important issues. This study is aimed at providing environmental protection tips on the treatment of contaminated soil (FY2018), as well as on the development of special technologies for the treatment of contaminated soil. The proposal of the Nankai method of melting and melting has been made in ancient times. The composition of the treated soil has become clear, and the control technology has been sought for improvement. This research topic is aimed at the promotion of volume reduction and recycling, the structural characteristics of the initial stage of dissolution and crystallization, and the control of the crystallization growth process. This paper aims to explore the influence of mica on the melting conditions of the solution. In this study, the melting conditions and mixing ratio of NaCl-CaCl2 were studied. Black mica mixture ratio is different, NaCl-CaCl2 is added in a small amount, heated at 700℃ for 2h, cooled naturally. The composition and crystal structure before and after heating were measured by XRF and XRD. The results of XRF measurement showed that the mixture ratio of Cs in the mixture was below the limit, and the Cs in the mixture was inhibited. On the one hand, XRD measurement results show that the possibility of changing the composition of NaCl mixture ratio is different. CaCl2 ratio and wadalite and hematite formation are different in many cases, and the formation of diopside is observed when NaCl ratio increases. In this study, the separation of Cs from CaCl2 and the crystallization of CaCl2-NaCl were studied. In the future, the structural observation of atomic crystals under various conditions and the contribution of melting method to the technical development are expected.