바카라 커뮤니티 (Nomaguchi Ari 회장) (이하 "AIST")Nanosystems Research Division[연구 부서 이사 Yase Kiyoshi] Kawamoto Toru, Tanaka Toru, Takahashi Akira, 최고 연구원,Durga ParajuliAIST 특별 연구 동료 Kitajima Akiko, Kanto Chemical Co, Ltd의 협력과 함께 Aist Special Research Fellow, [Nozawa Manabu], Koriyama Chip Industry Co, Ltd, Ltd, Ltd, Ltd, Ltd, Ltd, Ltd, Ltd 효율적인Radior Cesium안전한 바카라 사이트 능력을 나타냅니다Prussian Blue나노 입자의 대량 생산 및 그 성능을 보여 주었다
프러시아 블루는 선택적으로 세슘을 흡수합니다 이번에는 Prussian Blue의 나노 입자화 기술을 기반으로, 우리는 매우 높은 안전한 바카라 사이트 효율을 갖는 세슘 안전한 바카라 사이트제를 개발했습니다 (그림 1) 또한, 소각 재로부터 물로 세척하여 세슘을 추출하고 추출물로부터의 안전한 바카라 사이트제에 의해 세슘을 회수 하였다 이 경우 개발 된 안전한 바카라 사이트제의 안전한 바카라 사이트 용량은Zeolite의 67 ~ 1,400 배였습니다 이러한 결과를 바탕으로, 우리는 방사성 오염 된 소각 재를 치료하는 안전한 방법을 제안했다 앞으로, 우리는 다양한 회사의 협력과 협력하여 방사성 세슘 함유 침출수, 소각 재 및 토양을 오염시키기 위해 세슘 추출 및 안전한 바카라 사이트 시설을 실제로 활용할 것입니다
이 연구에 대한 자세한 내용은 2012 년 2 월 15 일부터 2 월 17 일까지 도쿄 빅 시력 (도쿄 코토 쿠)에서 열리는 제 11 회 국제 나노 기술 일반 전시회 및 기술 컨퍼런스 (Nano Tech 2012)의 AIST 부스에서 열린 특별 전시회의 일부로 발표 될 것입니다 "지진과 싸우기위한 나노 기술"
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| 그림 1 스캐닝 전자 현미경 (SEM) Prussian Blue 나노 입자 안전한 바카라 사이트제 (왼쪽) (오른쪽)의 사진 |
2011 년 3 월 11 일에 도호쿠 태평양 지진과 함께 발생한 도쿄 전력 회사 후쿠시마 다이 치치 원자력 발전소 사고로 인해 방사성 세슘이 다양한 위치에서 감지되었습니다 방사능 세 연구소를 제거하는 한 가지 방법은 안전한 바카라 사이트제로이를 복구하는 것입니다 현재 제올라이트와 같은 다양한 재료는 안전한 바카라 사이트제로 간주되고 있으며 그 중 일부는 실제입니다오염 제거현장에서 사용됩니다 오염 제거 후 폐기물을 줄이기 위해, 안전한 바카라 사이트제 재료는 세움이 적은 양으로 안전한 바카라 사이트되도록하는 높은 안전한 바카라 사이트 능력을 필요로한다 다른 한편으로, 다른 금속 이온은 환경에 방사성 세슘보다 더 많은 환경에 존재하기 때문에, 안전한 바카라 사이트제가 세움만을 흡수하는 고도로 선택적이고 선택적인 안전한 바카라 사이트제가 아닌 한 효과적인 회복이 어렵다
도시 폐기물 소각Flying Ash| 세슘은 물에 침출되기 쉽다고보고했지만, 예를 들어, 순수한 물에서 방사성 시소 이온을 안전한 바카라 사이트하는 것으로 알려진 천연 미네랄 인 벤토나이트는 소각 된 재 씻은 물에서 순수한 물의 약 100 분의 1에 이르기까지 세슘 안전한 바카라 사이트 능력이 상당히 낮습니다 (환경의 5 차 자연 스테이션 연구 그룹) 이것의 원인 중 하나는 벤토나이트가 세슘뿐만 아니라 다른 이온이 소각 재와 접촉 한 물에 용리를 흡수한다는 것입니다
또한, 향후 방사성 세슘으로 오염 된 다량의 식물 폐기물이 오염 제거 작업을 통해 방출 될 것입니다 이들은 소각 (환경 환경의 지정된 폐기물 및 폐기물 처리 흐름 (Fukushima Prefecture))을 통해 감소 할 계획이지만, 소각 된 재가 물과 접촉 할 때 세슘의 용리 거동이 반드시 명확하지는 않습니다 소각 된 재를 안전하게 처리하기 위해서는 용리 행동을 명확히하고 세슘 용해 된 물을 치료하는 방법을 확립해야합니다
Prussian Blue는 소각 재에서 용리 된 세슘의 고효율 회복을 허용하는 고도로 선택적인 세부 안전한 바카라 사이트제의 후보입니다 Prussian Blue는 약 300 년 동안 색소로 사용되어 왔으며, 체르노빌 원자력 발전소 사고 동안 우유의 시체를 줄이기 위해 가축에 투여되는 것과 같이 환경 적으로 안전한 세슘 안전한 바카라 사이트제로도 알려져 있습니다 또한, 해수로부터의 안전한 바카라 사이트이있을 때에도 안전한 바카라 사이트 능력과 같은 높은 선택성이 특징이다 그 선택성의 메커니즘이 항상 명확한 것은 아니지만 세슘 이온의 수화 반경은 프러시아 블루의 내부 공석과 일치한다고 믿어집니다 (그림 2)
AIST는 이전에 프러시아 블루의 나노 입자에 대한 연구를 수행하여 방사능 세슘 안전한 바카라 사이트제와 같은 재료에 적용했습니다 특히, 도쿄 전력 회사 인 후쿠시마 다이히치 원자력 발전소에서 사고가 발생한 이후, 우리는 방사성 세미 슘에 의해 오염 된 영역을 오염시키기 위해 연구 개발을 적극적으로 노력해 왔습니다2011 년 8 월 24 일,2011 년 8 월 31 일에 AIST 언론의 애니메이션)
그림 2는 현재 대량 생산 기술로 설립 된 세슘 안전한 바카라 사이트제에 대한 프러시아 블루 나노 입자 (나노 입자 안전한 바카라 사이트제)의 개요를 보여줍니다 나노 입자 자체는 물 분산 가능 및 불용성 모두에서 생성 될 수 있으며, 유기 물질로 운반하는 데 사용될 수있는 분산 또는 현탁액 일 수있다 대량 생산을 담당하는 Kanto Chemical Co, Ltd는 나노 입자 분산액 또는 현탁액이 연간 kg 당 2,000 엔으로 생산되어야한다는 요구 사항을 제외하고 (정제되지 않은 저급 생성물의 경우) 제정했습니다 또한 불용성 나노 입자가 그대로 사용됩니다열그램 블링은 또한 응용 분야에서 사용하기 위해 약 10 ~ 70 마이크로 미터 (µm)까지 만들어 질 수 있습니다 나노 입자 안전한 바카라 사이트제에서 나노 입자의 1 차 입자 크기는 분말 X- 선 회절의 결과로부터 추정되었으며, 5-10 나노 미터 (NM) 인 것으로 밝혀졌다 또한, 전자 현미경 이미지에서 1 차 입자 크기가 약 10 nm임을 알 수 있습니다 (그림 1) 일반적으로, 특정 표면적이 증가함에 따라 안전한 바카라 사이트 능력이 증가한다고 생각된다BET 메소드390m2/g 및 전통적인 프러시아 블루로보고 된 값 (예 : 100 m2/g)보다 큽니다
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| 그림 2 : 나노 입자 안전한 바카라 사이트제 개요 |
이번에 개발 된 나노 입자 안전한 바카라 사이트제의 안전한 바카라 사이트 능력을 평가하기 위해, 1 ppm의 비 방사성 세슘이 순수한 물에 용해되는 수용액으로부터의 안전한 바카라 사이트 특성이 조사된다 우리는 나노 입자 안전한 바카라 사이트제 (11 μm 및 60 μm에서 과립)를 안료로 이용할 수있는 프러시아 블루 (시판 가능한 PB)와, Zeolites에서 비교적 높은 안전한 바카라 사이트 성능을 나타내는 Aiko에서 생산 된 제올라이트와 비교했습니다 (그림 3) 결과적으로, 둘 다 높은 시소 안전한 바카라 사이트 능력을 보여 주었지만, 액체-고체 비율 (안전한 바카라 사이트 물질의 처리 된 물/중량 부피)이 크고 나노 입자 안전한 바카라 사이트 물질의 안전한 바카라 사이트 효율이 높다는 것이 밝혀졌다
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| 그림 3 순수한 수질 수용액으로부터의 비 방사성 세슘 이온 안전한 바카라 사이트 특성의 비교 |
다음으로, 나노 입자 안전한 바카라 사이트제의 실제 사용을 명확히하기 위해, 우리는 식물 소각 재에서 물을 세척함으로써 세움의 용리와 세척수에서 세슘 안전한 바카라 사이트제의 안전한 바카라 사이트 효과를 평가했다 결과적으로, 세슘은 물 세척으로 인한 용리였으며, 일부 유형의 재는 거의 100% 용리를 나타냈다 먼저, 우리는 소각 재로 방사성 세슘을 함유하지 않는 교양에서 자란 침엽수 나무를 사용하여 소각으로 인한 플라이 애쉬를 사용하여 모델 실험을 수행했습니다 기둥이 비 방사성 소각 재로 채워져 물로 세척했을 때 세슘 용리 거동이 검사되었을 때, 물이 통과 된 직후에 많은 양의 비 방사성 세슘 (원래 식물에 함유 된 것)이 용리 된 후, 이후 용리의 양이 크게 억제 된 것으로 밝혀졌습니다 (그림 4) 사용 된 재에 함유 된 세소 농도는 약 15 ppm이었고, 물이 90 ℃ 이상, 약 09 ppm 또는 세슘 용리의 약 60%가 확인되었을 때 확인되었다 따라서, 방사성 세슘이 식물 방사성 세슘 오염 된 재료의 소각 재에서 용리 될 수 있으며, 충분한 방수 관리가 필요하다는 것이 명백하다 또한 2000 ppm 이상의 칼륨 이온을 함유하는 것 외에도 나트륨 이온 및 알루미늄 이온과 같은 다양한 이온이 공존한다는 것이 밝혀졌다
다양한 안전한 바카라 사이트제를 사용 하여이 세척수로부터 세슘 안전한 바카라 사이트 실험의 결과를 보여줍니다 (그림 4 오른쪽) 나노 입자 안전한 바카라 사이트제 및 PB 상업용 제품은 순수한 물과 크게 다르지 않은 안전한 바카라 사이트 성능을 나타냈다 다른 한편으로, 제올라이트는 액체-고체 비율이 적은 지역에서도 세슘을 적절하게 흡수 할 수 없었다 세슘 안전한 바카라 사이트 성능의 지표입니다파티션 계수액체-고체 비율은 5,000이고, 나노 입자 안전한 바카라 사이트제 (11 μM 및 60 μM), 시판 가능한 PB 생성물 및 제올라이트는 각각 약 920,000, 45,000, 16,000 및 660 (mL/g)이었다 다시 말해, 나노 입자 안전한 바카라 사이트제의 분할 계수는 제올라이트의 약 67 ~ 1,400 배였다 다른 공존하는 이온 안전한 바카라 사이트 및 단지 Cesium 만 선택적으로 안전한 바카라 사이트 할 수 없기 때문에 제올라이트의 안전한 바카라 사이트 성능이 감소 된 것으로 여겨진다
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| 그림 4 씻을 때의 비 방사성 세슘 용리 거동 (왼쪽)과 다양한 안전한 바카라 사이트제 (오른쪽)를 가진 세척 공장 소각 재에서 비 방사성 세소의 안전한 바카라 사이트 속도 |
더욱이, 우리는 유사한 방법을 사용하여 방사성 세소로 오염 된 도시 폐기물 소각에 대한 방사성 세슘을 제거하는 효과를 조사했습니다 플라이 애쉬 (약 1,400BQ/kg))는 컬럼에 채워져 물로 세척하고 방사성 세슘의 90% 이상이 물에 용해 된 것으로 확인되었다 수득 된 방사성 세슘 용해 된 물 (약 200 bq/kg)에, 나노 입자 안전한 바카라 사이트제 (60 μM)에 1000의 액체-고독성 비에 첨가되었고, 혼합물을 100 분 동안 교반하고, 물 중 방사성 세슘의 농도는 10 bq/kg 이하의 감지 한계에 도달 하였다
나노 입자 안전한 바카라 사이트제를 사용함으로써, 소각 된 재를 처리하는 데 다음 두 가지 방법이 가능하며, 이는 세슘으로 용리 될까봐 두려운다 (도 5)
하나는 묻힌 폐기 장소 및 오염 제거 후 침출수를 배수하는 방법입니다 이것은 오염 된 물이 소각 재에서 시소가 용리 되더라도 환경으로 배출되는 것을 방지합니다 이 방법은 기존 장비에 도입하거나 간단한 방법이 필요한 경우 바람직합니다 구체적으로, 소각 애쉬 최종 처리 부위의 배수 장비에 나노 입자 안전한 바카라 사이트제를 함유 한 수중 카트리지를 설치하고, 탈선 위기 동안 생성 된 방사성 폐기물을 위해 임시 저장 부지에서 배수 관리에 사용하는 것이 가능하다
또 다른 방법은 나노 입자 안전한 바카라 사이트제로 세척 된 물로 묻히고 오염을 제거하기 전에 소각 재를 청소하는 것입니다 사전 청소는 이식 후 세슘 용리를 크게 줄일 수 있으며, 폐기와 관련된 비용은 크게 줄어들 수 있다고 믿어집니다
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| 그림 5 : 이번에 고안 한 나노 입자 안전한 바카라 사이트제를 사용한 오염 된 소각 재의 폐기 |
이번에 고안된 소각 재 처리 방법 외에도, 후쿠시마 현과 같은 지역에서는 숲에서 수로에서 물에서 흐르는 물에서 방사능 세슘을 제거하고 감소시키고 실제 적용을 확립하기 위해 데모 테스트가 수행되었습니다
우리는 현재 하수 슬러지 소각 재에 20 L의 미니 플랜트 제조 작업을 수행하고 있습니다 또한, 우리는 포함 된 방사성 세부의 농도를 줄이고 재사용 또는 간단한 처리를 허용하고 AIST에 축적 된 오염 된 지역의 지질학 및 토양에 대한 기본 정보를 AIST의 최신 측정 기술과 결합하여 AIST의 절단에 익숙한 측정 기술을 결합하여 디 컨테이션 시스템 기술을 만들고, 재사용 또는 간단한 처리를 허용하고, 전체 시스템에 탈피 기술을 신속하게 적용하는 것을 목표로합니다