Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
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。
瀬古 典明; 笠井 昇; 玉田 正男; 長谷川 伸; 片貝 秋雄; 須郷 高信*
JAERI-Tech 2004-076, 78 Pages, 2005/01
JAERI-Tech-2004-076.pdf:17.11MB
放射線グラフト重合法を応用した繊維状アミドキシム樹脂の実海域での有用希少金属捕集性能を評価するため、200kgの捕集材を浸漬する試験を1999年9月から開始した。分別溶離試験装置は本試験で実海域に浸漬した捕集材から有用金属を効率よく分別溶離回収する装置であり、むつ事業所内関根浜岸壁に設置した。本装置は海から引き上げた捕集材カセット(290
290160mm)の前処理を行う前処理設備と有用金属を溶離回収する分別溶離設備から構成される。本報告ではこの分別溶離試験装置の設計,製作,設置について記載した。前処理では実海域から引き上げた捕集材カセットを洗浄し、付着した海洋生物や汚泥等の除去を行った。次いで、72個単位で捕集材カセットを溶離ユニット(12101210H1460mm)に充填し、溶離液のリークがないよう不織布をパッキンとして隙間に充填した。分別溶離では溶離ユニットを分別溶離装置内に装填した後、低濃度塩酸溶液(0.01M)でのアルカリ,アルカリ土類金属の除去回収、次いで高濃度塩酸溶液(0.5M)で有用金属(特にウラン)の溶離回収を行った。
瀬古 典明; 武田 隼人*; 笠井 昇; 玉田 正男; 長谷川 伸; 片貝 秋雄; 須郷 高信*
JAERI-Tech 2004-075, 51 Pages, 2005/01
放射線グラフト重合技術を利用して合成した繊維状捕集材は、極低濃度の重金属や有害気体成分に対する選択吸着特性に優れている。液相グラフト重合反応によって不織布や織布などの基材に各種金属に対して選択性の高い官能基を導入するためのグラフト重合装置として捕集材合成反応装置を設置した。また、グラフト重合反応と洗浄工程を連続的に処理可能な装置としてガス吸着材合成反応装置を設置した。これら両装置は、グラフト重合の反応可能な酸素濃度までの制御を可能にし、定量的にグラフト物を得ることができた。槽内温度も反応に必要な温度範囲を満たした。連続処理の重要課題である基材の走行は1
10m/minの範囲での運転を可能にしたことで、この面からもグラフト率の制御を可能なものにした。GMAのグラフト重合反応を行った結果、グラフト率は4070パーセントの範囲で制御できることを確認できた。
高橋 学*; 田中 和也*; 玉田 正男; 青井 透*
環境工学研究論文集, Vol.41, p.229 - 235, 2004/11
放射線を用いるグラフト重合法により、グリシジルメタクリレートを不織布にグラフトさせ、化学処理により金属捕集機能を持つイミノ二酢酸型捕集材を合成した。40
Cで2時間グラフト重合させ、グラフト率は170%に増加した。合成したイミノジ酢酸基量が2.1mmol/g-捕集材の捕集材を用いて、鉄イオンとマンガンイオンの吸着性能を評価した。鉄イオンとマンガンイオンの各分配係数は共存イオンの増加によって減少した。鉄イオンとマンガンイオンは、捕集材を充填したカラムを用いて空間速度SV=1000h
で完全に除去できた。両イオンの吸着容量は、5回の繰り返し吸脱着試験で80%に減少することがわかった。
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100m200mの海域が適していることがわかった。
瀬古 典明; 玉田 正男; 笠井 昇; 吉井 文男; 清水 隆夫*
海洋開発論文集,20, p.611 - 616, 2004/06
海水中に溶存するウランを高効率的に捕集するための長尺のモール捕集材を放射線グラフト重合技術を用いて作製した。ポリエチレン繊維を原料としたモール状捕集材は、放射線照射,グラフト重合などの過程においていずれも強度保持条件を満たすことができた。グラフト率100%のグラフト繊維をモール状に加工した捕集材を用いた捕集試験では、これまでの捕集材と比較して、海水温度効果が1.5倍、海水との接触効率が1.7倍の計約2.5倍の捕集性能が得られた。これまで問題であった高重量の係留索に直接捕集材をモール状にしたものを用いることで、軽量化に成功し、捕集効率も海水との接触効率が上昇したことで、コスト低減化が見込まれる。
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410
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。
玉田 正男
環境資源工学, 51(2), p.99 - 101, 2004/04
ポリエチレン製の不織布へ放射線グラフト重合を行い繊維状の金属捕集材を合成した。グラフト重合は基材ポリマーの放射線照射により開始される。照射した基材はモノマーと反応させキレートまたはその前駆体を導入した。前駆体は化学処理により、キレート基へと変換した。得られた繊維状の捕集材は鉛溶液か除去において、空間速度が500hという高い空間速度での使用が可能であった。このキレート捕集材はホタテ加工残渣からのカドミウム除去や焼却炉の洗浄水からの鉛の除去に応用が可能である。
瀬古 典明; 玉田 正男; 須郷 高信
海洋開発ニュース, 31(1), p.8 - 11, 2003/04
原研は、海水からグラフト重合捕集材を用いてウランなどの希少金属を回収した。論文の要旨は以下の通りである。(1)基材の不織布に電子線を照射し、放射線グラフト重合技術を利用して捕集材を作製した。(2)希少金属としてウランとバナジウムを回収した。(3)捕集材を350kg使用した3年間の海域試験で約1kgのウラン(イエローケーキ)を捕集することができた。
玉田 正男
応用物理, 72(4), p.453 - 456, 2003/04
放射線グラフト重合法は既存の基材ポリマーに目的とする機能を導入することができる優れた手法である。基材ポリマーに放射線を照射して活性種を作成し、グラフト重合を行うが、その手順により、同時照射法と前照射法がある。前照射法はホモポリマーの生成が少なく、照射とグラフト重合の過程が分離できるため、工業化には有利である。金属とキレート結合する官能基を導入することにより、高い選択性有する金属捕集材を作製することが可能となる。作製した捕集材について、海水中の有用金属捕集や排水中の有害金属除去へ応用した例について記述した。
白石 朋文*; 玉田 正男; 斎藤 恭一*; 須郷 高信
Radiation Physics and Chemistry, 66(1), p.43 - 47, 2003/01
被引用回数：50 パーセンタイル：93.9(Chemistry, Physical)放射線グラフト重合により合成した繊維状アミドキシム捕集材を用いて、ホタテ廃棄物からのカドミウム除去について検討した。捕集材は40
m繊維経の不織布に200kGyの電子線を照射ののち、アクリロニトリルとメタクリル酸(80:20mol%)の混合液を接触させ、さらに化学反応を経て合成した。ホタテのうろには、Zn,Cdなどの重金属が含まれ、その濃度はそれぞれ13.7,4.62ppmである。ホタテのうろの前処理として粉砕を行い、実験にはその上澄みを使用した。バッチ吸着実験において、カドミウムの吸着にはpH6が最適であり、濃縮係数は1000に達した。アミドキシム捕集材ではCdのほかにZnの吸着除去にも有効であった。カラム実験では15mのカドミウム廃液から96.1%を除去可能なことを確認した。
Basuki, F.*; 瀬古 典明; 玉田 正男; 須郷 高信; 久米 民和
日本イオン交換学会誌, 14(Suppl.), p.209 - 212, 2003/00
放射線グラフト重合は目的とする官能基を既存の高分子基材に導入できる優れた手法である。リン酸基を有する捕集材を合成するため、不織布に対してリン酸基を有するメタクリル酸エステルモノマーをグラフトした。幹ポリマーはポリエチレン不織布を用い、200kGy電子線照射したのち、モノマーを10%含むメタノール/水(10/90)混合溶媒による前照射グラフト重合反応を行った。その結果、185%という高グラフト率が達成された。得られた捕集材の吸着容量は吸着材1g当たり、コバルト,カドミウム,鉛イオン3mmolであった。また、これらの金属イオン除去は250hの空間速度で可能であった。
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。
片貝 秋雄; 笠井 昇; 玉田 正男; 長谷川 伸; 瀬古 典明; 川端 幸哉*; 大沼 謙二*; 武田 隼人*; 須郷 高信
JAERI-Tech 2002-040, 79 Pages, 2002/03
JAERI-Tech-2002-040.pdf:8.62MB
放射線グラフト重合法により作製した有用金属捕集材の性能を実海域で評価するため設置した有用金属捕集材実海域試験装置における捕集工程,溶離工程,捕集及び装置の特性試験結果について記載した。捕集工程では、捕集材カセットを吸着床に充填し、実海域試験装置から20mの深さに係留し、一定期間の係留後、引き上げる。捕集材カセットは、ウラン吸着分布分析を行うため吸着床中のアドレスを明確にした。係留期間中の海水温度,流速,波高を測定した。溶離工程では、係留中に付着した海洋生物を除去した捕集材カセットを溶離ユニットに充填し、分別溶離装置を使用してアルカリ金属と有用金属とを2段階で溶離した。溶離後の捕集材カセットは同装置で再生処理した。溶離した有用金属は分離精製施設へ輸送するため、市販のキレート樹脂に再吸着させた。捕集特性試験では吸着床内のアドレスの違いによる捕集材カセット毎の吸着量の差はほとんど認められなかった。また、捕集材カセット内のウランの層及び面分布は、ほぼ均一であることから、海水のカセット内への流入についてはほぼ一様な特性であることがわかった。また、捕集工程から溶離工程までの一連の特性試験を行った結果、有用金属捕集材実海域試験装置はすべての工程で正常に動作することを確認した。
玉田 正男
エネルギーレビュー, 22(4), p.24 - 26, 2002/03
海水中のウランの濃度は3.3ppbであるが、日本近海に黒潮が運ぶ一年間のウラン総量は520万トンにのぼる。このうちの0.2%を捕集すれば日本の原子力発電に必要とされるウランを賄うことができる。放射線グラフト重合法では既存の材料にその特質を損なうことなく、接ぎ木のように新しい機能を付与することが可能である。この手法で作製した捕集材は、厳しい海象条件や自然環境において長期間にわたり強度を維持でき、かつ、ウラン捕集性能に優れるという特長を有する。海水ウラン捕集材の性能を実規模に近いスケールで評価し、種々の課題を抽出して、実用化への課題を明らかにするため、平成11年9月、有用金属捕集材実海域試験装置を青森県むつ関根浜沖合7kmの地点に設置した。平成11年度から、13年度までの3年間で、計9回の実海域係留試験を行い、1kgのウラン(イエローケーキ換算)を捕集することに成功した。実海域での長期浸漬試験の結果、グラフト重合用の基材やアミドキシム基と共存させる親水性基の改良により、さらに捕集性能が向上できる見通しを得た。
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。
玉田 正男; 笠井 昇; 瀬古 典明; 長谷川 伸; 武田 隼人*; 片貝 秋雄; 須郷 高信
JAERI-Tech 2000-072, 40 Pages, 2000/12
JAERI-Tech-2000-072.pdf:10.9MB
有用金属捕集材実海域試験装置のクッションブイ取付ロープの切断原因について検討し、その対策を記載した。クッションブイは捕集試験装置を固縛する枠ロープを海中2.5mの深さに保持する。全8個のクッションブイそれぞれに2本ずつ計16本あり、4か所でロープの切断が起きた。切断箇所のクッションブイについては、短い周期で水平方向の揺れや回転をすることが観察された。そのため、ロープの引っ張り疲労に加えて曲げ疲労を考慮し強度計算を行った結果、ほぼ切断に至ることがわかった。今まで用いていたポリエチレンロープに換えて、より曲げ疲労に対し優れた強度特性をもつナイロンロープを使用することとした。強度計算により、ナイロンロープの引っ張り及び曲げ疲労強度は2年間の試験期間中は切断の生じない十分な強度を有する。
大道 英樹; 片貝 秋雄; 須郷 高信; 岡本 次郎
Sep.Sci.Technol., 21(3), p.299 - 313, 1986/00
被引用回数：72 パーセンタイル：95.24(Chemistry, Multidisciplinary)繊維にアクリロニトリルをグラフト重合させ、そのシアノ基をアミドキシム化することにより、海水ウラン回収用の繊維状アミドキシム型捕集材AOFを合成した。親水性モノマーであるN、N-ジメチルアクリルアミド(DMAAm)、アクリル酸(AAc)などをあらかじめグラフトしておくと、AOFの含水率、吸着水の動き易さなどが向上した。これらを比較すると、AOF-DMAAm
AOF-AAcAOFの順であった。一方、ウランの捕集性能はAOF-AAcAOF-DMAAmAOFの順であった。AOF-AAcでは、ウランと共に吸着されるアルカリ土類金属の吸着パターンが、繊維中のポリアクリル酸の分布パターンとよく一致した。また吸着されたアルカリ土類金属が、銅イオンなど重金属イオンを含む溶液を導入することにより脱着することを見出した。
