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論文

Continuous liquid-liquid extraction of uranium from uranium-containing wastewater using an organic phase-refining-type emulsion flow extractor

永野 哲志; 長縄 弘親; 鈴木 英哉; 利光 正章*; 三田村 久吉*; 柳瀬 信之*; Grambow, B.

Analytical Sciences, 34(9), p.1099 - 1102, 2018/09

 被引用回数:2 パーセンタイル:39.55(Chemistry, Analytical)

大量のウラン廃液からウランを連続的に抽出するために、溶媒洗浄型のエマルションフロー(EF)システムを開発した。これまでのEFシステムは有機溶媒を洗浄する仕組みを持っていないために、大量廃液を処理する際には有機溶媒に目的元素が蓄積し抽出性能が劣化するという問題があった。そこで、目的元素の蓄積を抑制するために有機溶媒洗浄ユニットを備えたシステムを新たに開発しウラン廃液処理に適用したところ、抽出性能の劣化を起こすことなく連続処理ができることが分かった。

論文

未除染森林から放射性セシウムの流出による生活圏の再汚染を防止する技術

長洲 亮佑*; 田邉 大次郎*; 横塚 享*; 熊沢 紀之*; 安食 貴也*; 相澤 雄介*; 長縄 弘親; 永野 哲志; 柳瀬 信之*; 三田村 久吉*; et al.

環境浄化技術, 17(2), p.58 - 61, 2018/03

原子力機構は、茨城大学, 熊谷組およびグループ会社であるテクノスとともに、森林からのセシウムの移行を抑制する新技術を開発した。この新技術では、ポリイオンと呼ばれるイオン性高分子と鉱物である粘土を併用し、降雨や雨水の流れといった自然の力を利用して、セシウムの移行を抑制する。福島県飯舘村で新規技術の実証試験を行い、森林から森林に隣接する牧草地へのセシウム移行に対する抑制効果を証明した。

論文

Decontamination and volume reduction of cesium-contaminated soil by combining soil solidification with interpolyelectrolyte complex and wet classification

山下 祐司*; 柳瀬 信之; 永野 哲志; 三田村 久吉; 長縄 弘親

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 305(2), p.583 - 587, 2015/08

 被引用回数:2 パーセンタイル:81.41(Chemistry, Analytical)

セシウムに汚染した土壌の除染と減容化の方法を検討した。土壌をポリイオンコンプレックス溶液で固化し湿式分級によりいくつかの粒径サイズに分けた。各サイズの$$gamma$$線スペクトロメトリーによる結果から、未処理の土壌に比べ、粗い土壌粒子の放射能濃度の割合は減少し、一方、0.075mm以下の土壌粒子の割合は増加した。このことから、放射性セシウムが蓄積している細かな土壌粒子が土壌固化と分級により粗い土壌粒子の表面から除去され、洗浄液に保持されることが分かった。

論文

Increase in rare earth element concentrations controlled by dissolved organic matter in river water during rainfall events in a temperate, small forested catchment

松永 武; 都築 克紀; 柳瀬 信之; Kritsananuwat, R.*; 半澤 有希子; 長縄 弘親

Journal of Nuclear Science and Technology, 52(4), p.514 - 529, 2015/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:66.76(Nuclear Science & Technology)

降雨時の溶存希土類元素の河川水中の様態をTRU元素のアナログとして研究した。溶存希土類元素(REE)濃度は、降雨時の河川流量の増減と連動して増減した。このREE濃度の変動は、溶存有機物中の腐植物質の特性である紫外吸光度、蛍光強度の変動と強く関係していた。そして、コロイド態で存在するREEの中の10kから30k Daltonの成分が、降雨時のREE濃度の増加に最も寄与していることが明らかとなった。さらに、溶存REE濃度の増加は、有機物濃度の規格化紫外吸光度(SUVA)と相関が高い。SUVAは溶存腐植物質の芳香族性を代表するので、本研究で見いだされた降雨時のREE濃度の増加現象には、官能基を多く有することを意味する溶存腐植物質の芳香族性が根底にあることが示唆された。

報告書

エマルションフローを利用した液・液抽出法によるウラン廃液処理試験

菅田 信博; 大天 正樹; 遠藤 裕治; 吉田 英明; 美田 豊; 長縄 弘親; 永野 哲志; 柳瀬 信之

JAEA-Technology 2015-007, 43 Pages, 2015/03

JAEA-Technology-2015-007.pdf:5.33MB

日本原子力研究開発機構人形峠環境技術センターのウラン濃縮施設には、ウラン濃縮技術開発に使用した核不拡散に係わる機微情報を有する遠心分離機が存在している。この遠心機は希硫酸及び水による超音波洗浄等の湿式除染により部品表面へ付着した放射性物質を分離処理し、処理した廃液中のウランを除去することにより、廃液処理後に発生する澱物の放射能濃度を低減させることで、澱物処理が削減できるかの可能性を検討している。このため、平成19年度より原子力基礎工学研究部門と連携を図り、エマルションフロー法によるウラン抽出分離技術の開発を進めてきている。開発したエマルションフロー法を利用した試験装置について、希硫酸及び水の実廃液を用いた試験を行い、基礎試験で確認した性能が得られるかを検証した。

論文

セシウム吸着ディスク及びGMサーベイメータを用いた水試料中の放射性セシウム濃度のモニタリング法とその応用

永野 哲志; 三田村 久吉; 柳瀬 信之; 長縄 弘親; 安田 健一郎; 山口 裕顕*

放射性物質の吸着・除染および耐放射線技術における材料・施工・測定の新技術, p.400 - 408, 2014/11

水試料中の放射性セシウム濃度を迅速・簡便に評価する方法として、セシウム吸着ディスクとGMサーベイメータを組合せたその場測定法を考案し、福島県伊達市富成小学校の屋外プールの除染作業に応用した。本稿は、技術情報協会の依頼を受け、本測定法を一般の人向けに解説したものである。

論文

Temporal variations in metal enrichment in suspended particulate matter during rainfall events in a rural stream

松永 武; 都築 克紀; 柳瀬 信之; Kritsananuwat, R.*; 上野 隆; 半澤 有希子; 長縄 弘親

Limnology, 15(1), p.13 - 25, 2014/01

 被引用回数:4 パーセンタイル:72.06(Limnology)

久慈川水系の山地小河川における重金属の降雨時流出を研究した。河川水中懸濁粒子に関して地殻組成で規格化した重金属元素の富加(enrichment)の傾向は、同水系の末端で採取した大気降下物と類似していた。特に、Ni, Cu, Pb, Sb, and Cdについて高い富加(enrichment)が見いだされた。降雨時の短時間間隔観測の結果、その富加(enrichment)の程度が、流量の増大とともに小さくなることがわかった。河川水中懸濁粒子の特性を考慮すると、この富加(enrichment)の変動は、大気降下物の影響をより強く受けている表層土壌粒子から、この影響の弱い岩石由来の風化物粒子への交替により起きていることが示唆される。以上から、河川流出に関する大気降下物由来並びに岩石由来重金属の相対的重要度を評価するには、河川水中懸濁粒子を構成する材料の時間的な交替と、溶存態の関与を考慮する必要がある。

論文

Continuous liquid-liquid extraction of nickel from simulated electroless nickel plating liquid wastes by using a counter current emulsion flow extractor

永野 哲志; 三田村 久吉; 山下 祐司; 柳瀬 信之; 鈴木 英哉; 長縄 弘親

Solvent Extraction Research and Development, Japan, 21(1), p.111 - 117, 2014/00

無電解ニッケル廃液からニッケルを連続的に抽出するために、エマルションフロー抽出装置を利用した廃液処理システムを開発した。抽出溶媒としてはニッケルの抽出剤であるLIX-84Iと反応加速剤であるPC88Aを溶解させたシェルゾールD70を使用した。純水で希釈した模擬廃液に本抽出システムを適用したところ、最大で96%のニッケルを抽出することがわかった。また、エマルションの液滴のサイズを高速度カメラで分析したところ、0.2$$sim$$0.4mmであった。

論文

エマルションフロー法による人形峠ウラン廃液からのウランの連続抽出

永野 哲志; 柳瀬 信之; 長縄 弘親; 三田村 久吉; 半澤 有希子; 美田 豊; 菅田 信博; 大橋 裕介; 遠藤 裕治; 松原 達郎

日本原子力学会和文論文誌, 12(4), p.277 - 285, 2013/12

人形峠環境技術開発センターで発生するウラン含有除染廃液を効率的に処理するために、エマルションフロー抽出装置を利用した廃液処理システムを開発した。エマルションフロー抽出装置は、機械的な撹拌なしに大量の廃液を処理できる連続抽出装置である。このシステムでは、鉄を大量に含む希硫酸溶液から第3相を生成することなくウランを選択的に抽出できる、トリノルマルオクチルアミンと1-オクタノールを含むイソオクタン溶液を抽出溶媒として使用する。このシステムを実廃液及び模擬廃液に適用したところ、装置から微細な抽出溶媒が漏えいしないようなマイルドなエマルションフロー条件下で、除染廃液中の90%以上のウランを抽出できることがわかった。

論文

セシウム吸着ディスクとGMサーベイメータを用いた水試料中の放射性セシウム濃度のモニタリング法

永野 哲志; 三田村 久吉; 柳瀬 信之; 長縄 弘親; 安田 健一郎; 吉田 善行; 山口 裕顕*

日本放射線安全管理学会誌, 11(2), p.139 - 145, 2012/11

水試料中の放射性セシウム濃度を迅速・簡便に評価する方法として、セシウム吸着ディスクとGMサーベイメータを組合せたその場測定法を考案した。本測定法は、水試料の通水によりセシウム吸着ディスク上に捕集した放射性セシウムの濃度を、GMサーベイメータにより測定された$$beta$$線計数率と実用的な換算係数をもとに算出することを原理とする。本測定法を福島県伊達市富成小学校の屋外プールの除染により生じた水試料中の放射能濃度に応用し、本測定法が迅速さ,簡便さの点でその場分析法として有効であることを確認した。

論文

ポリイオンコンプレックスを固定化剤として用いる土壌表層の放射性セシウムの除去; 福島県飯舘村における除染試験の速報

長縄 弘親; 熊沢 紀之*; 斉藤 浩*; 柳瀬 信之; 三田村 久吉; 永野 哲志; 鹿嶋 薫*; 福田 達也*; 吉田 善行; 田中 俊一*

日本原子力学会和文論文誌, 10(4), p.227 - 234, 2011/12

2011年3月15日に発生した東京電力福島第一原子力発電所2号機の水素爆発で放出された放射性物質によって汚染された、福島県相馬郡飯舘村長泥地区のビニールハウス用農地,水田,牧草地,家屋周辺等の土壌の除染を試みた。除染方法は、高分子陽イオンと高分子陰イオンが生成する固体状の高分子イオン複合体(ポリイオンコンプレックス: PIC)を用いて固定化した、土壌の表層部を剥離することを原理とする。2種類のPIC水溶液を用いて異なった特性の土壌を対象に除染試験を実施し、90%以上の高い除染率が得られること、及び同法が除染作業中の土壌の飛散の抑制に効果的であることを明らかにした。

論文

Counter current "emulsion flow" extractor for continuous liquid-liquid extraction from suspended solutions

柳瀬 信之; 長縄 弘親; 永野 哲志; 野呂 純二*

Analytical Sciences, 27(3), p.325 - 330, 2011/03

 被引用回数:4 パーセンタイル:81.01(Chemistry, Analytical)特願 2008-253779   開放特許情報データベース   公報

単流式「エマルションフロー」液液抽出装置は、有機相へマイクロメータサイズの水相粒子を噴出し2液混合するためのヘッドを有している。しかし、それは実用上の観点からは水相中の粒子成分が穴をふさぐという致命的な欠点となる。本研究では、マイクロメータサイズの有機相の粒子を生成する向流式エマルションフロー装置を適用することによりこの問題を解決した。

論文

Reversed-micellar extraction of strontium(II) from model solutions of seawater

長縄 弘親; 鈴木 英哉*; 柳瀬 信之; 永野 哲志; 野呂 純二*

Analytical Sciences, 27(3), p.321 - 324, 2011/03

 被引用回数:6 パーセンタイル:72.28(Chemistry, Analytical)

原子力施設周辺海域におけるストロンチウム-90のモニタリングのため、海水からストロンチウム2価を濃集するための溶媒抽出法を検討した。陰イオン性界面活性剤であるAOTと分子性抽出剤であるTODGAを含む逆ミセル系を選択し、0.5MNaCl, 0.05MMgCl$$_{2}$$もしくは0.01MCaCl$$_{2}$$を含むモデル海水からのストロンチウム2価の抽出を行った。逆ミセルを形成するAOTと有機配位子(抽出剤)としてストロンチウム2価に配位するTODGAの組合せによって、モデル海水からストロンチウム2価を効率的に抽出できることがわかった。また、本研究では、逆ミセル抽出のメカニズムについても議論した。

論文

Evaluation of the affinity of some toxic elements to schwertmannite in natural streams contaminated with acid mine drainage

永野 哲志; 柳瀬 信之; 半澤 有希子; 高田 盛生*; 三田村 久吉; 佐藤 努*; 長縄 弘親

Water Air and Soil Pollution, 216(1-4), p.153 - 166, 2011/03

 被引用回数:4 パーセンタイル:77.66(Environmental Sciences)

シュベルトマナイトは、黄鉄鉱(FeS$$_{2}$$)を含む鉱床周辺の河川水中で二次的に生成される鉄の硫酸塩鉱物であり、鉱床から流出したヒ素やアンチモン等の一部の有害元素を水溶液から除去することで知られている。本研究では、シュベルトマナイトを使った環境汚染水の浄化の可能性をより広範に検討するために、さまざまな有害元素のシュベルトマナイトへの親和性を、従来からの分配係数に加え、新たに考案したパラメータである、シュベルトマナイト結晶の芽と考えられる鉄の多核錯体への分配比をもとに評価した。その結果、シュベルトマナイトは、ヒ素やアンチモン等の環境水中で陰イオンの化学形態を取る元素に対し高い親和性を持つことが明らかとなり、陰イオン有害元素で汚染した環境水に対し浄化材として有効に利用できる可能性が示された。

論文

New apparatus for liquid-liquid extraction, "emulsion flow" extractor

柳瀬 信之; 長縄 弘親; 永野 哲志; 野呂 純二*

Analytical Sciences, 27(2), p.171 - 174, 2011/02

 被引用回数:7 パーセンタイル:68.22(Chemistry, Analytical)特願 2007-136496   開放特許情報データベース   公報

送液のみで撹拌や振蕩などの外部機械力を必要としない連続的で高効率な液液抽出のための単純で低コストな装置を新規に開発した。この装置は、有機相へマイクロメーターサイズの水相を噴出させてエマルション状態の液体の流れ(エマルションフロー)を発生させるカラム部と、エマルションフローを不安定化させ消滅させる相分離部により構成されている。本研究では硝酸溶液のYb(III)とU(VI)をD2EHPAを含んだイソオクタンに抽出する実験によってエマルションフロー装置の性能を評価した。エマルションフロー装置の混合効率は一般的な液液抽出装置ミキサーセトラーと同等であることがわかった。さらに、エマルションフロー装置は相分離に関して大きな利点を有することが明らかとなった。

報告書

人形峠模擬ウラン廃液からのウランの抽出分離

三田村 久吉; 長縄 弘親; 永野 哲志; 柳瀬 信之; 半澤 有希子; 下条 晃司郎; 松原 達郎; 美田 豊; 瀧 富弘; 村田 雅人

JAEA-Research 2008-113, 27 Pages, 2009/03

JAEA-Research-2008-113.pdf:31.84MB

人形峠環境技術センターにおける、製錬転換施設のフッ化物系ウラン汚染物の除染処理に伴うウラン廃液及び使用済み遠心分離機の除染処理に伴うウラン廃液から、ウランを除去・回収する新たな手段として、溶媒抽出法による大量処理装置(エマルションフロー抽出装置)の適用が有望視されている。そこで、この装置を実廃液に適用するに際して最適な抽出剤を選ぶため、それぞれの模擬廃液を使用したバッチ試験を行い、リン酸系の抽出剤に対するウラン及び共存成分の抽出特性を明らかにした。その結果、抽出剤のD2EHPAは、一つの候補に成り得ると考えられるが、AOTのような界面活性剤との組合せを必要とする抽出剤(CMPなど)については、使用の可能性は低いことが明らかとなった。

論文

Scheme for riverine input of toxic trace elements at different flow stages in a rainfall event

松永 武; 柳瀬 信之; Kritsananuwat, R.*; 都築 克紀; 半澤 有希子; 長縄 弘親

Proceedings of 12th International Conference on Integrated Diffuse Pollution Management (IWA DIPCON 2008) (CD-ROM), p.370 - 371, 2008/08

日本の森林集水域において、降水時における微量有害元素(Cr, Zn, Ni, Cu, Pb, As, Sb, 希土類)の河川流入機構を研究した。微量有害元素が濃集した懸濁粒子の流入は増水段階に応じた粒子の特質の変化とともに起こることが見いだされた。それらの有害元素が濃集した懸濁粒子は、最高増水期間並びに初期降雨時に河川水中でそれらの元素の溶存成分の増加につながることが示唆された。土壌表層からの溶存有機炭素は溶存希土類元素の河川流入を増水後期に促している可能性を見いだした。

報告書

有害性金属元素の降雨時河川流出機構

松永 武; 柳瀬 信之; 半澤 有希子; 都築 克紀; 長縄 弘親

JAEA-Research 2007-056, 143 Pages, 2007/07

JAEA-Research-2007-056.pdf:59.02MB

大気と陸面とを含む物質循環モデルの研究の一環として、森林集水域における土壌から河川への元素流出を研究した。有害性金属元素であるSb, Cu, Cr並びに希土類元素の河川流出は降水により促進されることを見いだした。その降雨時河川流出は、(1)流量と同期した、可動性の高い成分による早い流出と、(2)流量ピークと同期しない、より緩やかな増加と減少を示す流出の2つの流出形式から構成されることがわかった。雨水と河川水の水素並びに酸素同位体比を指標とした手法と溶存有機物を指標とした手法によるハイドログラフ分析の結果、後者の流出形式は土壌の表層からの有機物に随伴した流出であることが示唆された。後者の形式は希土類元素に効果的に作用することが見いだされた。以上の知見は、大気から森林集水域に沈着する人為由来金属元素の流出モデルの構築に有用と考えられる。

論文

Stream discharge of metals and rare earth elements in rainfall events in a forested catchment

松永 武; 都築 克紀; 柳瀬 信之; 半澤 有希子; 長縄 弘親; 井上 隆信*; 山田 俊郎*; 宮田 章史*

Proceedings of International Symposium on Environmental Modeling and Radioecology, p.243 - 246, 2007/03

森林集水域の小河川において、土壌から河川への元素流出を研究した。2003年から2005年にかけて福島県の小田川並びに岐阜県の伊自良川において降雨時観測を行った。この結果、試験集水域において降雨により溶存形態の河川流出が常に促進される元素としてCu, Sb, Al, Tiそして希土類元素を特定した。他の元素の溶存濃度は、河川流量増加に対応して減少するか(Na, Mg等)、あるいは複雑な増減(Pb, Cs等)を示した。これら2つの元素の降雨時河川流出は、(1)流量と同期した、可動性の高い成分による早い流出と、(2)必ずしも流量と同期しない、より緩やかな増加と減少を示す流出の2つの流出形式から構成されることがわかった。Si・溶存有機物・水素同位体比を指標とした河川水の供給経路解析の結果、後者の流出形式は土壌の表層からの有機物に随伴した流出であることが示唆された。また、大気降下物についての文献検討から、そのCuとSbは相当程度、人為利用に由来することが推定された。以上の知見は、大気から森林集水域に沈着する人為由来金属元素の流出モデルの構築に有用と考えられる。

論文

Natural attenuation of antimony in mine drainage water

間中 光雄*; 柳瀬 信之; 佐藤 努*; 福士 圭介*

Geochemical Journal, 41(1), p.17 - 27, 2007/00

 被引用回数:16 パーセンタイル:51.39(Geochemistry & Geophysics)

廃鉱山の廃水中アンチモンの自然浄化を研究した。鉱山から採取した廃水,ずり,沈殿物を鉱物学及び化学の観点から調べた。廃水の化学的性質を、現場においてはpH, ORP, EC測定で、また、実験室でのICP-MSとイオンクロマト測定により調べた。それらの結果から、ずり中のスティブナイトとアンチモン二次鉱物の溶解により生じたSbは、廃水中に絶えず生じる鉄沈殿物、特にシュベルトマナイトにより自然浄化されることがわかった。沈殿へのSb吸着のみかけの分配係数(Kd)は少なくとも10$$^{5}$$L/kgであった。

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