Development of a water purifier for radioactive cesium removal from contaminated natural water by radiation-induced graft polymerization

瀬古 典明*; 保科 宏行*; 笠井 昇*; 柴田 卓弥; 佐伯 誠一*; 植木 悠二*

Radiation Physics and Chemistry, 143, p.33 - 37, 2018/02

https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2017.09.007

Six years after the Fukushima-nuclear accident, the dissolved radioactive cesium (Cs) is now hardly detected inenvironmental natural waters. These natural waters are directly used as source of drinking and domestic waters in disaster-stricken areas in Fukushima. However, the possibility that some radioactive Cs adsorbed on soil or leaves will contaminate these natural waters during heavy rains or typhoon is always present. In order for the returning residents to live with peace of mind, it is important to demonstrate the safety of the domestic waters that they will use for their daily life. For this purpose, we have synthesized a material for selective removal of radioactive Cs by introducing ammonium 12-molybdophosphate (AMP) onto polyethylene nonwoven fabric through radiation-induced emulsion graft polymerization technique. Water purifiers filled with the grafted Csadsorbent were installed in selected houses in Fukushima. The capability of the grafted adsorbent to remove Cs from domestic waters was evaluated for a whole year. The results showed that the tap water filtered through the developed water purifier contained no radioactive Cs, signifying the very effective adsorption performance of thedeveloped grafted adsorbent. From several demonstrations, we have commercialized the water purifier named "KranCsair".

Polymerization of C thin films by ion irradiation

鳴海 一雅; 境 誠司; 楢本 洋*; 高梨 弘毅

JAEA-Review 2005-001, TIARA Annual Report 2004, p.238 - 240, 2006/01

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAEA-Review-2005-001-p0127-p0267.pdf

7MeV Cイオンを照射したC薄膜をX線回折法とラマン分光法を用いて評価し、イオン照射によるC固体のポリマー化の過程を調べた。ラマンスペクトルにおいては、照射量の増加に伴い、A(2)モードのピーク収量の絶対値が減少するとともに、A(2)からH(7)にかけての低波数側の成分が相対的に顕著になった。一方、X線回折の照射量依存については、照射量の増大に伴う111, 222反射の大角度側へのシフトが観測された。これらの結果から、イオン照射に伴うC分子の分解によってC分子の絶対数は減少するが、同時に、分解せずに残ったC分子のうち、ポリマー化したものの割合は増加し、照射量が310/cm以降はその割合がほとんど変化しないこと、また、110/cm照射後の(111)面の面間隔は、未照射の試料に比べるとポリマー化によって4%程度収縮していることがわかった。

Proton conduction properties of crosslinked PTFE electrolyte membranes with different graft-chain structures

澤田 真一; 八巻 徹也; 浅野 雅春; 寺井 隆幸*; 吉田 勝

Transactions of the Materials Research Society of Japan, 30(4), p.943 - 946, 2005/12

グラフト鎖の構造の異なる架橋PTFE電解質膜を合成し、それらの温湿度制御下におけるプロトン伝導特性をACインピーダンス法によって評価した。前照射線量を15kGy(一定)としてグラフト反応を行い、鎖の密度を等しくした膜では、イオン交換容量とともにプロトン伝導度が増大した。伝導度の最大値としては、イオン交換容量2.8meq/gの膜が温度80C,相対湿度95%の環境下において0.20S/cmを示した。イオン交換容量が同程度のときは、グラフト鎖の密度が高く長さが短い方が、長い鎖が低密度に存在するときよりも、高い伝導度を示した。この結果は、プロトンの伝導経路である親水性領域の構造の違いに起因すると考えられる。

On the radiation-induced polyaddition of bisperfluoroisopropenyl terephthalate with 1,4-dioxane

榎本 一之*; 成田 正*; 前川 康成; 吉田 勝; 浜名 浩*

Journal of Fluorine Chemistry, 125(7), p.1153 - 1158, 2004/07

https://doi.org/10.1016/j.jfluchem.2004.03.003

線照射下、Bis(-trifluoromethyl-,-difluorovinyl)terephthalate(BFP)と1,4-Dioxane(DOX)とのラジカル重付加は、過酸化物開始で得られたポリマーよりも高分子量のポリマーを与えた。本論文では、BFPとDOXとの放射線重付加に関するモノマー組成比と照射線量の分子量に与える影響について詳細な検討を行った。BFPの反応率は、照射線量の増加に伴い増加し、BFPが定量的に消費されるのに必要とした照射線量は、BFPに対してDOX量が8倍モルで2000kGy、16倍モルで1500kGy、32倍モルで750kGyであった。本重付加は、照射線量の増加に伴い(すなわち、BFPの転化率が高いほど)ポリマーの分子量が増加していることから、逐次重合で進行していることが示唆された。モノマーの組成比と照射線量により、ポリマーの分子量を調節できることがわかった。一方、重合反応後期、ポリマーの分子量分布に著しい増加が観測された。DOX量が8倍モルで3000kGy照射すると、複分散で重量平均分子量が23600のポリマーを与えた。このことは、線架橋と主鎖切断によるポリマー間の架橋反応が進行したと考えられる。上記検討により、本重付加の反応機構を提案した。

Immobilization of yeast cells on hydrogel carriers obtained by radiation-induced polymerization

L.Z.Xin*; M.Carenza*; 嘉悦 勲*; 熊倉 稔*; 吉田 勝; 藤村 卓

Radiation Physics and Chemistry, 40(6), p.579 - 584, 1992/00

https://doi.org/10.1016/1359-0197(92)90227-7

低温放射線重合による機能材料の開発を目的として、多孔性の高分子ハイドロゲルを合成し、含水率測定、電子顕微鏡観察などを行い、さらにこのゲルを用いて固定化した酵母のエタノール生産性と、物理的性質との関係を調べた。高分子ハイドロゲルを滅菌後、酵母培養液中に投入し震とう培養した。酵母は担体表面に付着し、ハイドロゲル担体の孔を通って担体内部に、増殖しながら浸入し固定化された。酵母細胞が固定化される程度やエタノール生産性は、担体の親水性や多孔性が大となる程、高くなることがわかった。

Effect of ionic interaction on the entrapping of drug into porous microspheres and drug release characteristics

斉藤 健司*; 細井 文雄; 幕内 恵三; 小石 真純*

Chem.Pharm.Bull., 35(5), p.2045 - 2051, 1987/05

https://doi.org/10.1248/cpb.35.2045

セルロースを主成分とする多孔性微粒子にCo-線を前照射したのち、モデル薬物としてサリチル酸を溶解させたメタクリル酸アミノエステルと接触させ、グラフト重合により徐放性微粒子を調製した。未照射の多孔性微粒子はサリチル酸に対し吸着能を示さないが、メタクリル酸メチル(MMA)とメタクリル酸ジエチルアミノエステル(DE)やメタクリル酸ジメチルアミノエステル(DM)をグラフト重合させると粒子内に薬物が包括された。包括量はグラフト率の増加に従って直線的に増加した。包括量とグラフトポリマー中のアミノエステルグループの数の比がグラフト率に無関係に一定値になることから、薬物はアミノエステルと塩を形成し粒子内に導入されることがわかった。また、このような系では塩の解離度が包括量及び薬物の放出速度に重要な役割を果たすことが明らかになった。

Nature of yeast cells immobilized by radiation polymenization activity dependence on the water content of polymer carriers

藤村 卓; 嘉悦 勲

Biotechnol.Bioeng., 29, p.171 - 175, 1987/00

放射線重合法を用いて固定化された酵母において、固定化に用いられた高分子担体の含水率が高い程、単位体積当りに固定化された酵母の数が多くなり、高い活性が得られた。これらの高分子担体は0C以下の低温における放射線重合によって作製された。この高い活性の原因として考えられる二つの可能性について議論した。本研究では、高分子担体の含水率とこの担体を用いて固定化した酵母の活性を論じた。この含水率と活性の関係の研究は、一般的な微生物の固定化において、固定化用担体の化学的・物理的構造を設計するのに、きわめて有用である。

Annual Report of the Osaka Laboratory for Radiation Chemistry,Japan Atomic Energy Research Institute, No.17; April 1,1983-March 31,1984

大阪支所*

JAERI-M 84-239, 59 Pages, 1985/01

JAERI-M-84-239.pdf:1.44MB

本報告は、大阪支所において昭和58年度に行われた研究活動を述べたものである。主な研究題目は、電子あるいはイオン照射下の界面現象に関する基礎研究、電子線照射による重合反応の研究、ポリマーの改質および上記の研究と関連した重合反応、高分子分解、ならびにグラフト重合に関する基礎研究である。

Radiation-induced copolymerization of vinylene carbonate with methyl trifluoroacrylate

乙幡 和重*; 渡辺 光崇; 石垣 功; 田畑 米穂*; 岡本 次郎

Journal of Polymer Science; Polymer Chemistry Edition, 22, p.3417 - 3421, 1984/00

-COOHや-OHの様な側鎮がある新規の機能性共重合体を作ることを目的に、Coからの線を用いて、ビニレンカーボネート(VCA)をメチルトリフルオロアクリレート(MTFA)の共重合を行った。共重合の結果、VCAがMTFAと共重合することが判明し、その共重合挙動においては、共重合速度は照射線量率の0.92乗に比例し、見掛けの活性化エネルギーは、1.3kcal/molであるとわかった。また、共重合の組成は、両モノマーの仕込み組成(VCA/MTFA)で50/50-10/90の範囲において、50/50の組成にあり、反応性比は(VCA)=0.29、(MTFA)=0.07であった。共重合体の性質は、白色パウダー状であり、THF、Acetoneには可溶、水、ベンゼン等には不溶であり、その固有粘度は、30CDMF溶液中で0.086dl/gで、共重合体は低分子量であることが判った。

Ethanol production and the effect of porous polymer carriers on immobilized growing yeast cells by radiation-induced polymerization

藤村 卓; 嘉悦 勲

Int.J.Appl.Radiat.Isot., 34(6), p.929 - 931, 1983/00

https://doi.org/10.1016/0020-708X(83)90157-6

農産廃棄物中のセルロースの酵素法で糖化し、生成した糖を酵母によってエタノールに変換するプロセスに対する放射線の利用技術の一つとして、酵母の放射線重合法による固定化を検討した。特に固定化することによって発酵反応を高速化・連続化することを目的とした。まず、ガラス化性モノマーの低温放射線重合により、種々の組成の多孔性の高分子担体を作製した。この高分子担体に酵母と低濃度のモノマーを浸み込ませ、放射線重合により酵母を固定化した。固定化した酵母のエタノール生産能力の最大値は、固定化物と同様に好気的に培養した固定化しない酵母のエタノール生産能力の最大値の約10倍に達した。固定化酵母の高い活性は480時間以上にわたって持続した。これらのことから、固定化酵母を好気的に培養することによって固定化物の内部で酵母が増殖し、高い活性を持つようになると共に、長期間活性が維持されることが明らかとなった。