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-pentadentate planar ligands designed for the strongest and selective capture of uranium from seawater水町 匠*; 佐藤 みなみ*; 金子 政志; 竹山 知志*; 津島 悟*; 鷹尾 康一朗*
Inorganic Chemistry, 61(16), p.6175 - 6181, 2022/04
被引用回数：4 パーセンタイル：34.43(Chemistry, Inorganic & Nuclear)海水中のウランに対して強力かつ選択的に錯体を生成する平面五座配位子Hsaldian及びその誘導体を開発した。模擬海水条件において、saldian
はウランに対して非常に高い安定度定数を示し、従来開発されてきたアミドキシム型配位子よりも10桁以上の錯生成能を達成した。海水中に存在する他の夾雑イオンに対するウランの選択性についても、良好な結果が得られた。
瀬古 典明; 笠井 昇; 清水 隆夫*; 玉田 正男
日本海水学会誌, 59(5), p.316 - 319, 2005/10
モール状捕集材を海底から立ち上げて係留するシステムにおいて、1kgあたり1.5gのウランを捕集できる捕集材で年間1200トンのウランを捕集するには、捕集材の長さを60m、係留間隔を8mとした場合、捕集材210万本を係留する必要があり、係留面積は134km
となると推定された。モール状捕集材を用いて海水中のウランを捕集するのに適した海域は、南西諸島から土佐湾の水深100mから200mの領海内と考えられ、総面積はおおよそ6000kmに達する。
玉田 正男; 瀬古 典明; 笠井 昇; 清水 隆夫*
FAPIG, (169), p.3 - 12, 2005/03
モール状捕集材は係留システムの軽量化により捕集コストの低減化が期待できる新しい形状の捕集材である。海水ウランの捕集に関しては、アミドキシム基が海水中に溶存するウランに対して高い親和性を持つ。この官能基を放射線グラフト重合によりポリエチレン糸に導入し、そののち編み込み加工によりモール状のウラン捕集材を合成した。2.8mmol/g-捕集材の官能基密度を持つ捕集材の作製には5時間のグラフト重合反応が必要であった。得られた捕集材を沖縄沖に係留した結果、30日の浸漬で1.5g/kg-捕集材のウランの吸着が可能であった。年間1200トンのウランを捕集するためには134kmの海域が必要であるが、沖縄から土佐湾にかけての海域でウランの捕集に適した海域は6000kmあることがわかった。
玉田 正男; 瀬古 典明; 吉井 文男
Radiation Physics and Chemistry, 71(1-2), p.223 - 227, 2004/09
被引用回数：71 パーセンタイル：96.44(Chemistry, Physical)放射線加工によるグラフト重合と橋かけは汎用性ポリマーを改質するために有力な手法である。グラフト重合では、キレート機能を基材ポリマーに導入することにより金属捕集材を作製した。得られた金属捕集材は海水中のウラン捕集に応用した。グラフト捕集材を使用した3年間の海域試験で1kgのウランを捕集することができた。澱粉やセルロースの誘導体などの天然ポリマーはペースト状態で放射線橋かけしハイドロゲルとなる。これらのハイドロゲルは橋かけ後も生分解性を維持している。生分解性ハイドロゲルのマットは蓐瘡を防止できることから福祉品として有効である。ハイドロゲルは分解により肥料となるため、使用後の処理が容易である。
清水 隆夫*; 玉田 正男
海洋開発論文集, 20, p.617 - 622, 2004/06
海水ウランを効率的・経済的に捕集する方法として、フロートを内蔵したモール状捕集材を海底から立上げ係留する捕集システムが提案されている。海水中ウランの捕集効率がその濃度に比例するとするモデルをつくり、年間1200トン(原発6基分の使用量)のウランを生産するモール状捕集材係留システムの規模を検討した。長さ60mのモール状捕集材267万本を60m以上の間隔で係留すると年間1200トンのウランを生産できる。また、係留間隔を4mに短縮しても年間1000トンのウランが生産できることがわかった。その場合の係留海域の大きさは約6.5km四方になる。水温、水深、漁業、領海などの条件に基づいて、日本沿岸でモール状捕集材を用いた海水ウラン捕集システムに適した海域を検討した。海水ウラン捕集には黒潮が海水を運んで来る南西諸島から高知沖の水深100m
200mの海域が適していることがわかった。
玉田 正男
原子力百科事典ATOMICA(インターネット), 15 Pages, 2004/04
海水中のウラン濃度は3.3ppbであるが、資源として見た場合、その総量は4
10
トンに達する。放射線グラフト重合法では、厳しい海洋環境にも耐久性があるポリエチレンに、その特性を損なうことなくアミドキシム基を導入することが可能である。この方法で作製した捕集材では海水との接触日数が20日間の場合、ウラン濃度は約1g/kg-捕集材で、60日間で2g/kg-捕集材であった。実海域での実験で、海水からイエローケーキ16kgを捕集した結果を受けて、現在、海水ウラン捕集の実用化の可能性を検討するため、1kgのウランを捕集するための試験装置が青森県むつ市関根浜沖合7kmの地点に設置されている。
清水 隆夫*; 玉田 正男; 瀬古 典明; 坂口 勇*
海洋開発論文集, 18, p.737 - 742, 2002/06
海水中には45億トンの海水ウランが溶存するが、ウランの濃度はわずか3.3mg/m
である。 本研究の目的は海水からウランを捕集するコストを現状のコストの3倍程度にすることであり、再処理よりもさらにコストを下げることである。そのため、放射線グラフト重合及び組み紐の技術を利用し、モール状捕集材を作製して,その係留システムを考案した。水路でのモール状捕集材の抗力試験を行うとともに、沖縄県の西海岸でモール状捕集材のウランの吸着特性,生物の付着試験を行った。その結果、モール状捕集材では、水流に対して形状が変化して、抗力が低減されること,高海水温のため捕集量の向上が認められること,生物付着は非常に少ないことが明らかとなった。
須郷 高信; 玉田 正男; 瀬口 忠男; 清水 隆夫*; 魚谷 正樹*; 鹿島 遼一*
日本原子力学会誌, 43(10), p.1010 - 1016, 2001/10
被引用回数：16 パーセンタイル：73.13(Nuclear Science & Technology)高分子不織布を放射線で加工して作製した重金属捕集材(アミドキシム基捕集材)を利用して海水からウランを捕集する場合の経済性を検討し、そのコスト低減化を図るための技術的課題を抽出した。捕集材の合成、実海域に係留する捕集システム、捕集材からのウランの溶離と精製にいたる各プロセスについて、コスト試算を行った。捕集システムについては、3種類の方式を取り上げ比較した。ここで検討した条件では、海水から捕集するウランのコストは鉱山から採掘する場合の810倍と試算された。捕集コストの80%を越える部分を捕集システムが占め、その主な要因は捕集材を保持する金属篭の重量にあることが明らかになった。この重量を1/4にするとコストは半減できる。また、捕集材の性能はコスト低減に直結するため、捕集材を改良してさらに捕集効率を向上させることも重要な研究課題である。
須郷 高信; 斉藤 恭一*
日本原子力学会誌, 36(7), p.619 - 623, 1994/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)海水中に極微量溶存するウランを原子力燃料として検討を始めた経緯、および日本での研究グループの現状を解説した。研究の概要ではウランの溶存形態からキレート形成基としてアミドキシム基に至った経緯を紹介した。放射線グラフト重合法を応用した繊維状ウラン捕集材の合成法および基礎物性を解説するとともに、ポンプ利用方式と浮体係留方式とのウラン捕集性能との比較検討結果をまとめて紹介した。
関口 浩二*; 斉藤 恭一*; 小西 聡史*; 古崎 新太郎*; 須郷 高信; 信川 寿*
Industrial & Engineering Chemistry Research, 33(3), p.662 - 666, 1994/00
被引用回数：65 パーセンタイル：93.9(Engineering, Chemical)放射線グラフト重合法を応用して、多孔性繊維にアミドキシム基を導入し、海水中の溶存ウランの捕集試験を進めた。日本近海には流速の大きい黒潮海流があるため、これと同様な模擬海流の試験を船に設置した吸着ブイで進めた。船による曳航速度を1m/secで10時間吸着試験を行った結果、船にブイを設置し、自然波力に放置した場合の6倍の吸着速度が得られた。同一海域でシーズン毎の海水温度と、ウラン吸着速度の影響を調べた結果、見掛けの活性化エネルギーは約20kcal/molと大きく、海水温度が1
C上昇するとウラン吸着速度が3倍向上することが明らかになった。
堀田 平*
PNC TJ6557 91-045, 121 Pages, 1990/12
海水中のウランを採取する方法は、一般に次の様に分類できる。1.共沈法2.吸着法3.浮選法4.溶媒抽出法5.生物濃縮法本海水ウラン回収プラントのウラン回収方法は、このうちの吸着法によるものである。この吸着法は、有機系もしくは無機系のウラン吸着剤に海水を適当な期間接触させてウラン成分を吸着させ、その後それに溶離剤をかけてウランを溶離させ、濃縮工程を経たうえでイエローケーキを精製するという方法であるが、海水中に溶存するウランは、総量としては多くても(約40億トン)濃度は薄く(約3ppb)、多量のウランを回収するには膨大な量の海水を吸着剤に接触させる必要がある。この海水の移動を機械的に行うとすれば、莫大なエネルギーを消費することになり、その結果として回収コストが上り、経済性の面で問題点が出てくる。これに対して、海水を吸着剤に接触させるエネルギー源として、海洋に存在する波および海流のエネルギーを利用すれば、回収コストの低減を図ることが可能である。本海水ウラン回収プラントは、この波浪および海流のエネルギーを利用することにより、経済的効率を高めたウラン回収プラントである。2.全体システムの構成海水ウラン回収のプロセスは、1.吸着剤による海水ウランの吸着2.溶離液による吸着剤からのウラン脱離3.沈殿・分離により最終製品のイエローケーキを抽出する精錬の3工程から成り、この工程に対応した回収システムの具体的な設備は、一般に下記から成っている。1.吸着剤を保持し海水と接触させてウランを吸着させる吸着設備2.ウランを吸着した吸着剤からウランを塩酸等により溶離する脱離プラント3.脱離液を処理して最終製品であるイエローケーキを抽出する精錬プラント4.以上の各工程間の吸着剤、脱離液、イエローケーキ等の搬送設備5.各工程に必要な薬剤、水、燃料等のユーティリティを運搬・補給する設備上記設備を備えた回収システムの全体構成としては、各設備の方式や設置場所等多数の方式が考えられるが、本回収プラントは、下記のような吸着・脱離浮体および精錬船の組み合わせとしている。1.吸着・脱離浮体一点係留装置付きの四角全方向通水型構造で、浮体内には脱離プラント、脱離液タンク、塩酸タンク等を装備し、脱離までを行う。2.精錬船1.の浮体より脱離液を受取り、船上に搭載したプラントにより精錬を行ってイエローケーキを生産し、陸揚
堀田 平*; 石井 進一*; 宮崎 武晃*; 鷲尾 幸久*
PNC TJ6557 91-044, 48 Pages, 1990/08
本研究においては、海水中に溶存するウランを経済的に、かつ大量に回収する技術の可能性を明確にすることを目的として、新たに開発・改良されたウラン吸着剤の吸着性能の把握ならびにこの吸着剤を用いた海水ウラン回収システムの必要とされる基本的な諸元についての検討を行った。まず、ウラン吸着剤としては、動力炉・核燃料開発事業団殿より支給されたアミドキシム樹脂DCE(ジクロエタン未処理3%Nacl型)、同(アルカリ72時間振とう3%Nacl型)マイティピートおよびRNH-5(クロロホルム)について海洋科学技術センターの岸壁において、海水温度の高い夏期間に、最長10日間に亘って海水通水試験を行い、ウラン吸着量の分析を行った。その結果、アミドキシム樹脂DCE(ジクロエタン未処理3%Nacl型)およびRNH-5の吸着剤がこれまでにない高い吸着性能を有することが判った。しかし、他の吸着剤はさほど高性能ではなかった。一方、海水ウラン回収システムとしては、上下に通水網の張られた吸着室方式を考慮し、これに粒状の海水ウラン吸着剤が充填され波浪中の海面下に固定された時の、吸着剤の最適充填量および最適吸着室幅について模型実験によって明らかにされた。実験においては、主に吸着室内の挙動を観察することによって、各種の特性の把握が行われた。その結果、最適充填量としては、吸着室高さの1/3程度であり、また、最適吸着幅は波長の1/5程度であることが明らかになった。
岡本 次郎
海洋科学, 17(4), p.71 - 74, 1985/00
海水ウラン採取用吸着材の開発は、無機の含水酸化チタン酸系から有機のアミドキシム系の吸着剤に焦点が移りつつある。ここでは放射線の特徴を利用して繊維状の吸着剤を開発したので、その製造方法,えられた吸着剤の特徴などについて述べる。
鷹尾 康一朗*; 金子 政志; 津島 悟*
no journal, ,
ウラニルイオンが他の金属にはまず見られない平面5座配位を好むというユニークな錯体化学的特徴を示すことに基づいて、新規海水ウラン吸着材の開発を目指している。本研究では、吸着部位となる5座配位子基本構造のデザインおよびそれらの配位子とウラニルイオンとの錯体の合成および同定を行った。
