Csフリー鉱化法による汚染土壌減容化と再利用

Reduction and reuse of contaminated soil by Cs free mineralization

下山 巖   ; 本田 充紀   ; 小暮 敏博*; 岡本 芳浩  ; 馬場 祐治  ; 平尾 法恵*; 塩飽 秀啓   ; 矢板 毅; 鈴木 伸一

Shimoyama, Iwao; Honda, Mitsunori; Kogure, Toshihiro*; Okamoto, Yoshihiro; Baba, Yuji; Hirao, Norie*; Shiwaku, Hideaki; Yaita, Tsuyoshi; Suzuki, Shinichi

福島環境回復における問題の一つに放射性汚染土壌の減容化があり、そのために汚染土壌のCs除染と再利用が求められている。我々は非放射性Csを飽和収着した風化黒雲母をモデル土壌とし、NaCl-CaClのアルカリ混合塩と共に低圧環境下で加熱処理を行い、構造と組成分析を行ったところ、700CでCsは100%除去され普通輝石が主に形成されたことを明らかにした。普通輝石の結晶構造ではイオン半径の大きいCsイオンが取り込まれないため排除されるというモデルに基づき、土壌除染と再利用を可能にするCsフリー鉱化法について提案する。Csフリー鉱化法における反応の詳細を調べるため我々がSPring-8とPhoton Factoryで実施している放射光X線吸収分光法(XAFS)を用いた研究成果についても紹介し、多元素系である鉱物の化学状態分析に対するXAFSの有効性を示す。また高輝度放射光による今後の研究展望についても述べる。

It is necessary to establish Cs decontamination method for reduction and reuse of radioactive contaminated soil in Fukushima. We adopted Cs-sorbed weathered biotite (WB) as a model soil and studied composition and structure changes of WB by heating treatments with NaCl-CaCl alkaline salt under low-pressure. Cs was removed from WB by 100% by the heating treatment at 700C and we found that augite was formed as the dominant product. This result suggests that Cs ions were eliminated from the product as these large-size cations cannot constitute augite. Based on this model, we propose Cs free mineralization which can achieve decontamination and reuse of contaminated soil. Furthermore, we present our recent progress based on X-ray absorption fine structure (XAFS) spectroscopy in SPring-8 and Photon Factory to study the detail of the chemical reaction through Cs free mineralization.