セシウムフリー鉱化法を用いた土壌除染におけるCaCl及びKCl添加物の効果

Effect of CaCl and KCl additives on soil decontamination by cesium-free mineralization

下山 巖   ; 本田 充紀   ; 小暮 敏博*; 馬場 祐治  ; 矢板 毅; 岡本 芳浩  

Shimoyama, Iwao; Honda, Mitsunori; Kogure, Toshihiro*; Baba, Yuji; Yaita, Tsuyoshi; Okamoto, Yoshihiro

CaClとKCl添加物を用いたセシウムフリー鉱化法(CFM)による福島汚染土壌の除染試験を行った。加熱処理前後の放射能濃度変化をNaI検出器で調べると共に、土壌成分の構造変化をX線回折法(XRD)により分析した。乾燥土壌にアルカリ塩を重量比1:1で添加し、大気もしくは低圧加熱処理を2時間行った後に余剰塩を水洗除去し、その後分析した。CaCl添加の場合は大気・低圧加熱で大きな差は観測されず、790Cで97%の除染率が得られた。また、740Cで低圧加熱処理を3回行うと除染率は99%に達した。この場合汚染土壌中の風化黒雲母(WB)の底面反射ピークは消滅し、大気・低圧加熱処理により異なるXRDパターンが観測された。この結果はCFMが実際の土壌除染に有効であることと、生成物が加熱時の圧力条件に依存することを示している。一方、KCl添加の場合は低圧加熱が大気加熱よりも高い除染率を示し、790Cで83%の除去率が得られた。この試料のXRDパターンはbiotiteのピーク成分を示したためCs除去は主にイオン交換によるものと考えられる。この結果は、KClとCaCl添加時の熱処理によるCs除去メカニズムが異なることを示唆している。

We examined decontamination of radioactively contaminated soil in Fukushima using cesium free mineralization (CFM) with CaCl or KCl additives. We analyzed radioactive concentration and structural changes of the samples using a NaI detector and an X-ray diffractometer. In the case of CaCl, decontamination ratio R showed similar tendency for both air and low-pressure heating, and R reached to 97% after heating at 790C. X-ray diffraction (XRD) showed that transformation from clay minerals to other silicate minerals occurred by the heat treatments and products depend on the pressure condition during the heating. In the case of KCl, R was higher for low-pressure heating than for air heating and reached to 83% at 790C. XRD showed that clay minerals remained after the heating treatment. These results indicate that CFM is effective for decontamination of actual Fukushima soil and different mechanisms of Cs removal from contaminated soil exist for heating treatments with KCl and CaCl.