JST 고급 측정 분석 기술 및 장비 개발 프로그램의 일환으로, Ito Yasuhiro의 개발 팀, 제 2 기술 부서, Nippon Bileen Co, Ltd, 선임 연구원 Yasuhiro Yasuo, 고급 산업 과학 기술 연구소 및 Fukushima Precultural Center의 최고 연구원은Rakuactive Cesium우리는 측정 할 수있는 모니터링 시스템을 성공적으로 개발했습니다 (Cesium이라고 함)
도쿄 전력 회사 인 Fukushima Daiichi 원자력 발전소의 사고로 많은 수의 세슘이 토지에 입금 된 후 점차 강과 다른 지역으로 흘러 갔다 장기적인 환경 영향과 안전을 고려할 때는 환경 수의 로투스 바카라 농도를 명확히하는 것이 중요합니다 그러나 후쿠시마 현의 많은 강에서는 세슘 농도가 물의 1 리터당 10 Becquerel 미만으로 낮으므로 직접 측정을 분석하는 데 오랜 시간이 걸립니다 따라서, 물에 용해되지 않는 세슘을 측정하기 위해 먼저 20 ~ 100 리터의 물을 필터링 한 다음 물에 용해 된 세슘을 측정하고, 물을 증발시키고 측정하기 전에 집중시키는 것이 일반적입니다 그러나이 전처리 방법은 6 시간에서 일주일이 걸리므로 여러 위치에서 지속적인 모니터링을 진행할 수 없습니다
개발 팀은 이전에 불용성 세슘과 가용성 세슘을 각각 흡수 할 수있는 두 가지 유형의 비 짠 카트리지를 사용하여 모니터링 시스템을 개발했습니다 이번에는 Cesium 수중을 흡수 할 것입니다Prussian Blue우리는 염료 (아연 요소로 대체)를 성공적으로 개선했으며 흡착 효율을 더욱 증가시키기 위해 부직포를 사용하여 부직하지 않은 직물을 사용했습니다 이것아연 대체 프러시아 블루를 사용하여 부직포 "Zn-C"를 사용하여 20L 전처리에 필요한 시간은 약 6 시간에서 약 8 분으로 현저하게 감소 될 수 있습니다 이 성능은 넓은 pH 범위 (pH 3-10)에 걸쳐 유지되는 것으로 밝혀졌습니다
Zn-C 흡착 된 세슘의 로투스 바카라능 측정은 단기간에 다량의 물에서 로투스 바카라능 농도를 쉽게 감지 할 수 있으며, 여러 위치에서의 지속적인 모니터링을 포함하여 장기적인 환경 영향 평가에 크게 기여할 것으로 예상됩니다 Zn-C는 2014 년 4 월 Nippon Bileen이 테스트 및 판매 할 예정이며 후쿠시마 현의 세슘의 환경 역학을 모니터링하는 데 사용됩니다
이 개발 결과는 다음 비즈니스 및 개발 문제를 통해 얻었습니다
비즈니스 이름 : 연구 결과 개발 프로젝트 고급 측정 분석 기술 및 장비 개발 프로그램 실용 유형
개발 주제 이름 : "저농도의 로투스 바카라능 세소에 대한 모니터링 기술의 실질적인 개발"
팀 리더 : Ito Yasuhiro (일본 Bileen Co, Ltd의 기술 본부 제 2 기술 부서 이사)
개발 기간 : 2012 년 10 월 ~ 2014 년 3 월
개발 책임자 : Hirai Shoji (도쿄 시티 대학교 명예 교수)
JST는 도쿄 전력 회사 인 Fukushima Daiichi 원자력 발전소에서 사고로 인한 로투스 바카라성 재료의 영향을 복구하고 재생하기 위해이 프로그램의 로투스 바카라선 측정 분야에서 고도로 발전된 고급 장비 및 시스템을 개발할 것이며, 관리 요구와 재난 척도 지역이 필요한 고급 장비 및 시스템을 개발할 것입니다
지금도 도쿄 전력 회사의 후쿠시마 다이히치 원자력 발전소 사고 이후 3 년이 지났으며 산악 지역과 도시 지역에 흩어져있는 로투스 바카라성 세슘이 비와 바람의 영향으로 인해 점차 산악 흐름과 강으로 흘러 나오는 것으로 여겨집니다 그러나 실제 상황은 남아 있으며, 세륨 역학 및 작물 영향 평가의 장기 평가 관점에서 환경의 농도를 지속적으로 측정해야합니다 물의 세소는 주로 미립자이며 물에 불용성이며 "서스펜션"이며 물에 용해됩니다용해 상태"로 존재하지만 각 환경의 행동은 매우 다릅니다 따라서 세슘의 환경 역학을 명확히하기 위해서는 서스펜션과 용해 된 상태의 세슘 농도를 개별적으로 명확히하는 것이 중요합니다
Fukushima 현의 많은 강에있는 교육부, 문화, 스포츠, 과학 기술 및 AIST의 환경부에 의한 강물에 대한 조사 결과에 따르면, 후쿠시마 현의 많은 강에있는 세부 농도는 현재 "물 리터당 10 미만의 베르 컬 (10 미만의 베르 컬)이며, 물에 용해 된 시소 (Cesium)은 물리적 인 물질보다 덜 쇠약 해졌다 이 농도 수준에서, 전처리 없이는 정확한 로투스 바카라능 농도를 측정 할 수 없습니다 또한, 각 유형의 존재를 측정하기 위해서는 물에 사전 공존해야합니다서스펜션 재료(SS)는 매달린 세슘을 측정하기 위해 분리되어야하며, 그 다음 측정 된 값을 측정하려면 용해 된 로투스 바카라를 집중시켜야합니다 예를 들어, 기존의 방법 중 하나 인 농축 건조는 20 ~ 100 리터의 물을 실험실로 운송하고 6 시간에서 일주일에 걸쳐 물을 증발시키는 과정이 필요했습니다
이 개발 팀은 2012 년 10 월 이후 수중 세슘을위한 빠른 모니터링 장치를 개발해 왔습니다 2013 년 2 월, 우리는 용해 된 세슘을 효율적으로 흡수하는 프러시아 블루 나노 입자를 운반하는 비직 카트리지를 개발했으며 2013 년 7 월에 두 가지 유형의 카트리지를 adsorb cesium에 연결하는 모니터링 시스템을 개발했습니다 (그림 1과 2) 이 카트리지 및 모니터링 시스템은 "약 40 분 안에 농도"를 허용하며, 이는 기존의 여과 및 농도 시간보다 훨씬 빠릅니다 그러나 샘플 물의 pH가 6-8의 범위를 초과하거나 물의 안정적인 세슘의 양이 높을 때 흡착 속도가 감소하는 기술적 문제가 있으며, 이러한 문제를 해결하고 집중 시간을 더욱 줄이는 것을 목표로했습니다
이번에는 Ito Yasuhiro, 두 번째 기술 부서, 제 2 기술 부서, Nippon Bileen Co, Ltd, Imado Yoshihiko, 국립 선진 산업 과학 및 기술 연구소
지구 자원 및 환경 연구 부서No Yasutaka Toruo, 최고 연구원, Tsuji Hideki, AIST 특별 연구원
Nanosystems Research Division11046_11321
발달 된 Zn-C는 20L의 물이 분당 05L의 속도로, 분당 25L 일 때도 약 96%의 비율로 처리 될 때 995% 이상의 용해 된 세슘을 995% 이상 흡수 할 수 있었다 흡착 속도는 또한 기존의 PB-C (05 L/분에서 95%, 25 L/분에서 75-90%)에 비해 높았다 (도 5) 또한, PH가 pH 6-8 범위를 초과했을 때 PB-C에 대한 흡착 속도는 감소했지만, 이번에는 Zn-C는 pH 3-10 범위에서 pH 6-8의 흡착 속도를 가졌다 (도 6)
또한, 흐르는 물의 양이 100L로 증가하더라도, Zn-C의 흡착 속도는 환경 수에서 안정적인 로투스 바카라의 영향으로 인해 크게 감소하지 않았으며, 90%이상의 흡착 속도를 유지할 수 있었다 또한, "Zn-C"를 지정된 용기에 넣고, 게르마늄 반도체 검출기를 사용하여 로투스 바카라 농도를 직접 측정하고,이를 보정 계수로 곱하면, 세슘 농도를 분석 할 수 있습니다
흡착 속도의 증가로 인해 약 8 분 안에 20l의 물에서 저속성 세슘을 분리하고 집중시킬 수있어 기존 기술에 비해 농도 시간을 크게 줄일 수 있습니다 필요한 시간은 기존의 방법, 농축 건조 방법에 비해 45에서 1/1000으로 감소하고 PB-C를 사용한 방법과 비교하여 5 번째로 감소했습니다 이로 인해 후쿠시마 현의 환경 수는 이전보다 더 빈번하고 더 많은 위치에서 모니터링 할 수 있습니다
또한 기존의 PB-C는All Cyan(무료 시안)의 양은 소량으로 용리되므로 물을 통과 한 후 약 25L로 수집하고 처리해야했습니다 그러나, 01L의 물 흐름 후, 환경 표준을 초과하는 모든 시안이 검출되었지만 04L의 물 흐름 후, 시안은 검출되지 않았다 이러한 개선은 통로를 통해 수집 된 물의 양을 줄이고 환경 안전의 관점에서이를 향상시키는 것으로 나타났습니다 이번에 개발 된 Zn-C 및 시스템에서 샘플 전송량은 수백 그램으로 분석 할 수 있으며 샘플 전처리 시간은 1/10 미만이며 넓은 pH 범위에서 높은 회수율을 보장 할 수있어 후시 주 전보다 높은 주파수 내에서 환경 적 물을 모니터링 할 수 있습니다