Basic study on the separation of radioactive cesium from the incinerator ash by using Electrokinetic (EK) method

エレクトロカイネティック(EK)法を用いた焼却灰からの放射性セシウムの分離に関する基礎的研究

大竹 良徳; 丹保 雅喜 ; Kabir, M.*; 稲田 有紗; 深谷 洋行; 木田 孝

Otake, Yoshinori; Tambo, Masaki; Kabir, M.*; Inada, Arisa; Fukaya, Hiroyuki; Kida, Takashi

2011年3月、東日本大震災に伴う福島第一原子力発電所の事故により、大量の放射性セシウム(以下、Cs)が広域に飛散した。環境除染により発生したCsを含む焼却灰は、保管場所の不足が問題となっている。本研究の目的は、エレクトロカイネティック法(EK法)を用いて焼却灰からCsを除去することにより、保管が必要な指定廃棄物量を削減することである。汚染物質(本研究では焼却灰)中に電解質溶液とともに2つの電極を設置し、電極間に直流電圧を印加する。Csイオンは陰極側に移動し、焼却灰から除去される。まず、安定Csで汚染された市販の焼却灰を用い、濃度比50mg/kgで予備実験を行った。その結果、EK処理により80%以上の安定Csが灰から分離されることを確認した。次に、2種類の放射性物質で汚染された灰(飛灰と主灰)を用いてEK処理を実施した。Csの放射能濃度は約3,000Bq/kgから5,000Bq/kgであった。我々は、焼却灰からCsを分離することに成功した。今後、電解液の種類や試験装置の構造など、様々な試験条件を検討する。

In March 2011, a large amount of radioactive cesium (hereinafter referred to as Cs) was dispersed over a wide area as a result of Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident after the devastating earthquake that occurred in Japan. The incinerated ash containing Cs generated by environmental decontamination has become a problem due to lack of storage space. The purpose of this study is to reduce the volume of designated waste that needs to be preserved by removing Cs from incinerator ash using Electrokinetic (EK) method. Two electrodes are placed in the polluted materials (i.e. incinerator ash for this study) with electrolyte solution and a DC voltage is applied in between the electrodes. It can be understood that the Cs ions will move to the cathode side and thus it will be removed from the incinerator ash. At first, a preliminary experiment was conducted with commercially available ash polluted with stable Cs with the concentration ratio 50 mg/kg. We found that more than 80% of stable Cs was separated from the ash with the EK treatment. Then we performed the EK treatment with two types of radioactive contaminated ashes (i.e. fly ash and bottom ash). The radioactive concentration of Cs was about 3,000 Bq/kg to 5,000 Bq/kg for the ashes. We succeeded in the separation of Cs from the ashes. Further works will be carried out with various test conditions, such as, the type of electrolyte and the structure of the test apparatus etc.