真空加熱による粘土鉱物からのセシウム脱離挙動; 放射光を用いたX線光電子分光法及び昇温脱離法による分析

Desorption behavior of Cs from clay minerals by thermal heating in a vacuum; Analyses by thermal desorption spectroscopy and synchrotron radiation X-ray photoelectron spectroscopy

平尾 法恵; 下山 巖   ; 馬場 祐治  ; 和泉 寿範; 岡本 芳浩  ; 矢板 毅; 鈴木 伸一

Hirao, Norie; Shimoyama, Iwao; Baba, Yuji; Izumi, Toshinori; Okamoto, Yoshihiro; Yaita, Tsuyoshi; Suzuki, Shinichi

福島原子力発電所事故後の放射能汚染の主な原因であるCsは土壌中の粘土鉱物に強く固定されており、土壌除染のため様々なCs除去法が開発されている。本手法は、乾式法によるCs除去法として、乾式法における処理温度の低減を目的とし、真空溶融塩処理法を提案する。非放射性Csを飽和収着させたバーミキュライトを真空加熱し、X線光電子分光法を用いて加熱前後のCs含有量変化を分析した。バーミキュライトのみを用いた場合は、800C 3分間の加熱で約4割のCsが除去された。NaCl/CaCl混合塩をバーミキュライトに添加した場合は、450C 3分間の加熱で約7割のCsが除去されることを見いだした。これらの結果から真空溶融塩処理法による大幅な処理温度の低下と除去効率の向上が期待できる。

After the Fukushima nuclear plant accident, radiocesium was strongly fixed to clay minerals in the soil. Some dry methods with heating are being developed to remove radiocesium from the soil. In this work, we propose a new dry method that combines heat treatment in vacuum and molten salts to reduce the processing temperature in dry methods. Vermiculite saturated with non-radioactive Cs was heated in vacuum, and Cs contents in the vermiculite were compared before and after heating using X-ray photoelectron spectroscopy. Approximately 40% of cesium were removed by heating at 800C for three minutes when only vermiculite was heated. Approximately 70% of cesium were removed by heating at 450C for three minutes when vermiculite was heated with NaCl/CaCl mixed salts. Based on these results, this method is expected to reduce temperature and increase efficiency on dry methods for cesium removal from clay minerals.