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保科 宏行; 笠井 昇; 柴田 卓弥*; 明田川 康*; 高橋 牧克*; 吉井 明央*; 角田 安彦*; 瀬古 典明
Radiation Physics and Chemistry, 81(8), p.1033 - 1035, 2012/08
被引用回数：4 パーセンタイル：31.96(Chemistry, Physical)The zirconium (Zr(IV))-type adsorbent for As(V) removal was synthesized by radiation-induced graft polymerization with phosphoric monomer and the subsequent chemical modification with Zr(IV) by loading on phosphoric units. The Zr(IV)-type adsorbent can rapidly remove As(V) to low concentration. In order to apply for a large amount of water treatment, it is necessary to construct of synthesis method in pilot scale. Synthesis method of graft adsorbent in pilot scale was investigated by setting up the equipment which was composed of reaction tanks, washing tank and pump. The equipment can produce the adsorbent which is maximum 0.3 
20 m size in one batch graft reaction. To evaluate the optimum condition in this equipment, it was required the optimization of several condition such absorbed dose, monomer concentration, reaction temperature and reaction time. A nonwoven cotton fabric as a trunk polymer was irradiated, then it was placed into the reaction tank with the deaerated monomer solution. The components of the monomer was phosphoric acid mono- (50%) and di- (50%) ethyl methacrylate ester. As a result, the degree of grafting of 150% was obtained at absorbed dose of 20 kGy with 5% monomer solution mixed by deionized water for 2 hours at 40 
C. Finally after loaded of Zr(IV) on grafted nonwoven fabric, As(V) adsorbent was achieved in pilot scale.
瀧上 眞知子*; 長澤 尚胤; 廣木 章博; 笠井 昇; 吉井 文男; 玉田 正男; 瀧上 昭治*; 柴田 卓弥*; 明田川 康*; 尾崎 益雄*
Transactions of the Materials Research Society of Japan, 35(3), p.647 - 650, 2010/09
家畜尿汚水の二次処理水に含有する腐植様着色物質が含有する排水の処理方法及び処理システムを開発した。本技術は、ビニロン繊維にカチオン性モノマーであるN,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミドを放射線グラフト重合させた繊維状の吸着材を設置した腐植様着色物質を吸着・除去させる排水処理方法であり、脱着による腐植様着色物質の回収並びに繊維状物の繰り返し利用を可能にしたシステムである。ビニロン繊維に
線を60kGy照射し、窒素置換した20%のモノマー溶液中で2時間グラフト反応して、グラフト率が約100%から150%有する吸着材を作製した。グラフト率が100%以上有する吸着材は、腐植様着色物質を吸着し、二次処理水の色度を90%以上低下させた。本技術は、家畜汚水,河川,土壌廃水からの腐植酸用物質回収材料として、農業,工業,環境等の広範囲な分野への応用が期待される。
瀬古 典明; 吉井 明央*; 角田 安彦*
放射線と産業, (123), p.15 - 18, 2009/09
ビルなどの空調用冷温水設備では1000m
を超える大量の水を地下水槽に貯留し、長期に渡って循環を繰り返し、使用されている。貯留水中には配管設備内の金属類が経年的な「腐食」によって徐々に溶解し、貯留水使用期間が15年の設備(貯留水量2500m)では鉄が1から4ppm、銅が0.3から0.7ppmに濃縮されている例もある。オフィスビルなど商業施設の空調設備では、日常運営のため、設備の停止をすることが困難であり、貯留水を循環させる際に、希釈することで水質改善を図って対策を講じている。この対策費は、約1200万円と見積られている。そのため、ほとんどの設備においては長年手付かずの状態で放置されている。この問題を解決するために、グラフト重合材による金属回収技術を用いて冷温水貯水槽中の鉄,銅など、腐食によって溶出した金属類を、ビル設備を停止することなく、除去可能な「水質改善装置」を開発し、最終的に300Lのベンチスケール試験を実施し、実液に鉄イオンを添加した実証実験では飲料水基準値以下に除去できる良好な結果が得られた。
瀧上 眞知子*; 天田 春代*; 長澤 尚胤; 廣木 章博; 笠井 昇; 吉井 文男; 玉田 正男
Transactions of the Materials Research Society of Japan, 33(4), p.849 - 852, 2008/12
世界におけるリン資源の枯渇や環境保全の目的である豚尿汚水からのリン除去が問題視されている。これらの問題を解決する手段として、カルボキシメチルセルロース(CMC)と鉄を原料としたゲルを作製し、豚尿汚水からリンを吸着する技術を開発した。三価の鉄イオンを用いるとゲル形成が急激に進むが、二価の鉄イオンでは、ゲル化しなかった。二価の鉄イオンでは、酸とともに加えることによりゲル形成することがわかった。得られたCMC/鉄ゲルは、約80mg/Lのリンを含む豚尿汚水から約97%除去することがわかり、家畜処理材として応用できる見通しを得た。
瀧上 眞知子*; 天田 春代*; 長澤 尚胤; 廣木 章博; 笠井 昇; 吉井 文男; 玉田 正男
JAEA-Review 2008-055, JAEA Takasaki Annual Report 2007, P. 44, 2008/11
豚尿に含まれるリンの再資源化と排水に含まれるリンの低減を目指して、カルボキシメチルセルロース(CMC)を用いた新素材を開発した。CMC単独ではリンを吸着することはできないが、アルミニウム及び鉄イオン等の多価の金属を用いることによりCMCのカルボキシル基間に金属イオンを固定することによりリンを吸着できると考えられる。そこで、CMCに塩化第1鉄[以下、Fe(II)]及び塩化第2鉄[以下、Fe(III)]水溶液を加え、ゲルを調製した。豚尿の分析を行って調製した模擬尿及び豚舎で実際に一次処理した豚尿を使用し、リン酸イオン吸着前後のリン酸イオンの分析を、イオンクロマトグラフ及びICPで測定した。Fe(II)を用いて調製したCMCゲルは模擬尿中及び一次処理済み尿汚水中のリン酸イオンを効率よく吸着した。リン酸イオンの濃度は、模擬尿中で457mg/Lから3mg/Lに、尿汚水で78mg/Lから2mg/L以下に減少した。この値は環境排水基準値8mg/Lを十分に満たす値である。
廣木 章博; 長澤 尚胤; 八木 敏明; 久米 民和; 吉井 文男; 玉田 正男
JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 56, 2007/02
当研究グループでは、ベトナムに豊富に存在する海藻やカニ・エビなどの海産物を原料としたアルギン酸やキチン・キトサンなどの天然多糖類を有効に活用した新たな産業の創出を目的に、多糖類の放射線加工に関する研究協力を行っている。6年間に及ぶこれまでの二国間研究協力の中で、植物成長促進剤,抗菌・抗カビ剤,金属吸着材の開発などさまざまな成果を上げてきた。例えば、アルギン酸水溶液に線照射することで、従来の酵素分解法に比べ簡便に低分子量化することができることを見いだした。低分子量化したアルギン酸を添加すると、イネやニンジンの生育が約20%促進されることがわかった。また、線照射により低分子量化したキトサンの水溶液をマンゴーやバナナの表面に塗布すると、未照射キトサンを塗布したものに比べ、抗カビ作用の向上に伴い貯蔵期間は2
4倍も長くなった。さらに、キトサン誘導体であるカルボキシメチルキトサンをペースト状態で線照射することによりゲルが得られることを見いだした。このゲルは抗菌性のみならず銅などに対する高い吸着性を有していたことから、有害金属除去材としての利用が期待されている。
村野 徹; 中田 啓; 牧野 明寛; 村野 徹*; 若林 宏明*; 吉井 康司*
PNC TN841 77-06, 76 Pages, 1976/03
核燃料加工や,再処理工程における臨界事故の防止は保安上重要である。したがって,臨界事故に至らしめない各種の安全装置の準備が必要である。一方,いくつかの事食の重なりで生ずる可能性のある事故を想定し,その過程を出来るだけ早期に検知して,真の臨界事故に至らしめない,あるいは万一の場合も被害を最小にすべき努力も必要である。このような見地より,臨界事故の過程について,可能性をしらべ,考えられる種々のモードについて,臨界事故警報システムの果すべき役割を検討する。具体的には臨界警報システムの一例として,動燃再処理工場に備えられるべきものの性能を弥生炉の非定常運転及び反応度パルス運転状態においてチェックした。
長澤 尚胤; 瀧上 眞知子*; 天田 春代*; 廣木 章博; 笠井 昇; 八木 敏明*; 吉井 文男; 玉田 正男
no journal, ,
ペースト状のカルボキシメチルセルロース(CMC)に放射線照射による橋かけ技術と酸への浸漬処理を組合せることにより、弾力性を付与したCMCゲルを作製できることを見いだした。20%濃度のCMCペーストに線を10kGy照射して得られたゲルを、1Mの塩酸に4日間浸漬することにより、強度が約150倍も高くなる。また、酸の種類や濃度を変化させることにより、0.1から5MPaの強度を有する弾性ゲルを作製できることから、医療診断補助材や人体模型等の医用材料などのさまざまな用途に応用可能である。
廣木 章博; 長澤 尚胤; 岩永 繁; 吉井 文男; 田口 光正; 玉田 正男
no journal, ,
バイオマス由来のセルロースやデンプンなどの多糖類、及びそれらの誘導体は、従来、放射線照射により分解・低分子量化することが知られていたが、水と混練りしペースト状に調製した後で放射線を照射すると、橋かけ反応により高吸水性「多糖類ゲル」が得られることを見いだした。放射線橋かけ反応による多糖類ゲル作製では、橋かけ助剤など余計な化学薬品を添加する必要がないため、不純物を含まない環境に優しいゲル材料として注目されている。放射線照射により作製したゲルを活用し、床ずれ防止マット,家畜糞尿処理材,土壌改良材、さらには青森ヒバ油と組合せた抗菌材など、医療や農業分野でのさまざまな応用を図ってきた。低炭素社会の構築に向け、カーボンニュートラルの観点から天然バイオマスの活用が注目されている現状を踏まえ、本発表では、これまでの多糖類ゲルの研究・応用に関する環境材料プロセシング研究グループの成果を総括的に報告する。
廣木 章博; 長澤 尚胤; 田口 光正; 吉井 文男
no journal, ,
In this presentation, we introduce topics about a wound dressing and metal adsorbents prepared by irradiation techniques. (1) Hydrogel wound dressing for moist healing has been developed by a combined technology of radiation processing and coating/adhesive tape technology done by the Japan Atomic Energy Agency and Nichiban Co. Ltd., respectively. The PVA hydrogel sheet prepared by low energy electron beam was applied as wound dressing. This dressing has some advantages over conventional wound dressing, as it provides painless fixing onto the wound area, allows complete removal without leaving some residues and promotes fast healing. This is useful new product for application in medical field. The hydrogel wound dressing is now commercialized under brand name VIEWGEL by Nichiban Co. Ltd. (2) We found that water soluble polysaccharides derivatives such as carboxymethylcellulose, carboxymethylstarch and carboxymethylchitin/chitosan lead to radiation crosslinking at high concentrated aqueous solution (more than 10%, paste-like condition). It was proved that the crosslinking is remarkably affected by their concentration and degree of substitution. It was confirmed that high concentration and high degree of substitution are better for crosslinking. The carboxymethyl-chitin/chitosan hydrogels had adsorption capacities for some metal ions such as Cu, Au, and Pd.
瀬古 典明; 保科 宏行; 笠井 昇; 高橋 牧克*; 吉井 明央*; 角田 安彦*; 柴田 卓弥*; 明田川 康*
no journal, ,
Purification of waste water is important task from the viewpoint of economy and environmental preservation. In general, synthetic polymers such as polyethylene and polypropylene have been used as trunk polymer fibers due to their reactivity in the grafting process and high mechanical strength. Synthetic trunk polymers are, however, derived from petroleum resources. If a natural polymer such as cellulose is used as the trunk polymer for graft polymerization, the dependence on petroleum resources would decrease. In this study, a fibrous adsorbent for the removal of arsenic ion was synthesized by radiation-induced emulsion graft polymerization of 2-hydroxyethyl methacrylate phosphoric acid monomer (PA) onto nonwoven cotton fabric, and subsequent chemical modification by zirconium salts. The optimal pre-irradiation dose for initiation of graft polymerization of PA, which minimized the effects of radiation damage on the mechanical strength of the nonwoven cotton fabric, was found to be 20 kGy. The synthesized fibrous adsorbents were applied for the removal of arsenic from streaming water. The purification system for 10 tons streaming water was assembled by stack of graft adsorbents in preliminal experiment. These adsorbents were decomposed by microorganisms and roughly 60 % in fabrics was finally changed to CO
in 3 months.
瀬古 典明; 保科 宏行; 笠井 昇; 高橋 牧克*; 吉井 明央*; 角田 安彦*; 柴田 卓弥*; 明田川 康*
no journal, ,
放射線グラフト重合法によりヒ素を吸着除去可能なジルコニウム残基を繊維状の不織布に導入して量産化した吸着材を用いて群馬県草津温泉近傍の廃坑山から湧出する廃水内のヒ素をターゲットとし、フィールド試験を行った。吸着材は廃水と吸着材が平行又は直交に接触可能な2つの通液方法で評価を行った。その結果、pH2の廃水を50L/分で処理した平行流方式の場合、2日間で170ppbのヒ素を排水基準値以下の90ppbまでの除去することができた。次いで行った直交流方式では、空間速度200/hの処理においてわずか数分で50ppbまで除去できることに成功した。繊維状の吸着材の場合、通液速度を極端に高速化することが可能なため、廃水を一時的に貯留する槽の設置スペースを大幅に軽減できる利点があることから狭窄地の温泉場などへの適応に期待がもてる。
瀬古 典明; 保科 宏行; 笠井 昇; 高橋 牧克*; 角田 安彦*; 吉井 明央*; 柴田 卓弥*; 明田川 康*
no journal, ,
Purification of waste water is important task from the viewpoint of economy and environmental preservation. In general, synthetic polymers such as polyethylene and polypropylene have been used as trunk polymer fibers due to their reactivity in the grafting process and high mechanical strength. Synthetic trunk polymers are, however, derived from petroleum resources. If a natural polymer such as cellulose is used as the trunk polymer for graft polymerization, the dependence on petroleum resources would decrease. In this study, a fibrous adsorbent for the removal of arsenic ion was synthesized by radiation-induced emulsion graft polymerization of 2-hydroxyethylmethacrylate phosphoric acid monomer (PA) onto nonwoven cotton fabric, and subsequent chemical modification by zirconium salts. The optimal pre-irradiation dose for initiation of graft polymerization of PA, which minimized the effects of radiation damage on the mechanical strength of the nonwoven cotton fabric, was found to be 20 kGy.
保科 宏行; 笠井 昇; 高橋 牧克*; 柴田 卓弥*; 明田川 康*; 吉井 明央*; 角田 安彦*; 瀬古 典明
no journal, ,
二酸化炭素の排出抑制が可能な植物由来の生分解性高分子を基材に用いて、放射線グラフト重合によりヒ素を除去可能な環境負荷低減型の吸着材を作製し、実用化を視野に入れた量産化条件の検討及び吸着特性評価を行った。幅30cm長さ7mのロール状にしたセルロース製不織布基材をドライアイス温度下,窒素雰囲気下で線を20kGy照射した後、2つの反応槽(35L)とポンプ等から構成されるグラフト重合装置を用いて、リン酸モノマー濃度5%,反応温度40C,反応時間1時間の条件で反応を行った結果、吸着材に必要なグラフト率100%を得ることができた。次いで、pH1に調整した5mMジルコニウム(Zr)溶液中にグラフト重合材を浸漬させ、ヒ素に対して親和性の高いZrをグラフト重合により導入したリン酸基に担持することで吸着材を得た。得られたロール状吸着材のZr導入量を評価した結果、吸着材のいずれの部位においても均一に導入され、Zr導入量は吸着材1gあたり10mg以上であった。得られた吸着材を、pH2に調整した1ppm(mg/L)のヒ素溶液中で2時間浸漬撹拌させ、浸漬前後の溶液中ヒ素濃度を測定したところ、吸着材のいずれの部位においてもヒ素吸着量は1.0mg/g-吸着材以上と安定したものを得ることができた。
保科 宏行; 笠井 昇; 柴田 卓弥; 高橋 牧克*; 明田川 康*; 吉井 明央*; 角田 安彦*; 瀬古 典明
no journal, ,
植物由来の天然高分子であるセルロースを基材に用いて、放射線グラフト重合により、ヒ素を効率的に除去可能なジルコニウム(Zr)をリガンドとして導入したグラフト吸着材を作製した。実用化を視野に入れ、吸着材の量産化条件の検討を行った結果、リン酸モノマー濃度5%、反応温度40C、反応時間1時間の条件で反応を行うことで、吸着材に必要なグラフト率100%以上を得ることができた。次いで、グラフト重合材にZrを接触させて得られたロール状ヒ素吸着材のZr導入量を評価した結果、いずれの部位においても吸着材1gあたりのZr導入量は10mg以上であり、ヒ素吸着能として充分なZr導入量を得ることができた。得られた吸着材を1ppmのヒ素溶液中(pH2)に2時間浸漬撹拌させヒ素吸着試験を行った結果、吸着材のいずれの部位においてもヒ素吸着量は1.0mg/g-吸着材以上であり、ほぼ均一に吸着基を付与できることがわかった。
保科 宏行; 笠井 昇; 柴田 卓弥; 高橋 牧克*; 明田川 康*; 吉井 明央*; 角田 安彦*; 瀬古 典明
no journal, ,
河川などの環境水中に溶存するヒ素を除去するため、環境に優しい植物由来のセルロース製不織布を基材に活用したヒ素吸着材の開発を進めた。30cm幅の基材を14m長に切り出し、これをロール状に巻いて冷却下で線を20kGy照射した。照射後は、リン酸モノマーのエマルション溶液を反応槽内で循環させながら接触させてグラフト重合を行った。次いで、導入したリン酸基にジルコニウムを担持させて吸着材とした。得られた吸着材を吸着材カセットに充填した後、1日に10mの処理が可能な吸着装置内にそのカセットを装填して評価を行った。その結果、河川水中のヒ素濃度360
g/Lを環境基準値の10g/Lまで低減可能な除去方法を確立することができた。
