JP5725621B2 - Method for removing radioactive iodine and radioactive cesium and hydrophilic resin composition for removing radioactive iodine and radioactive cesium - Google Patents

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本発明は、原子力発電プラントや使用済核燃料施設から生ずる放射性廃液及び/又は放射性固形物中に存在する放射性ヨウ素・放射性セシウムをともに除去処理できる除去方法、及び該放射性ヨウ素・放射性セシウムのいずれも固定化する機能を示す親水性樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a removal method capable of removing both radioactive iodine and radioactive cesium present in radioactive liquid waste and / or radioactive solids generated from nuclear power plants and spent nuclear fuel facilities, and fixing both of the radioactive iodine and radioactive cesium. The present invention relates to a hydrophilic resin composition exhibiting a function of converting to a hydrophilic resin composition.

現在、広く普及している原子炉発電プラントにおいては、原子炉中での核分裂により相当の量の放射性副産物の生成を伴う。これら放射性物質の主なものは、放射性ヨウ素、放射性セシウム、放射性ストロンチウム、放射性セリウム等の極めて危険な放射性同位元素を含む核分裂生成物および活性元素である。これらの中でも、放射性ヨウ素は184℃で気体になるため、核燃料の検査や交換の際に、更には、核燃料取扱い時の事故や原子炉暴走事故等の不慮の事由により、非常に放出され易いという危険性を有している。その対象となる放射性ヨウ素としては、長半減期のヨウ素129(半減期:1.57年×107)、短半減期のヨウ素131(半減期:8.05日)が主なものである。ここで、放射性を示さない普通のヨウ素は、人体に必須の微量元素であり、咽喉の近くの甲状腺に集められ、成長ホルモンの成分になる。このため、呼吸や水・食物を通して放射性ヨウ素を取りこむと、普通のヨウ素と同じように甲状腺に集められ、内部放射能被曝を増大させるため、特に厳格な放出放射能量の低減対策が施されなければならない。 Currently, widely used nuclear power plants involve the production of significant amounts of radioactive by-products due to nuclear fission in the reactor. The main ones of these radioactive materials are fission products and active elements containing extremely dangerous radioactive isotopes such as radioactive iodine, radioactive cesium, radioactive strontium and radioactive cerium. Among these, since radioactive iodine becomes a gas at 184 ° C, it is very likely to be released when inspecting and replacing nuclear fuel, and for other reasons such as accidents when handling nuclear fuel and accidents such as reactor runaway accidents. There is a danger. The main radioactive iodines are long-lived iodine 129 (half-life: 1.57 years × 10 7 ) and short half-life iodine 131 (half-life: 8.05 days). Here, normal iodine that does not exhibit radioactivity is a trace element essential for the human body, and is collected in the thyroid gland near the throat and becomes a component of growth hormone. For this reason, if radioactive iodine is taken in through breathing, water, or food, it is collected in the thyroid gland just like normal iodine and increases internal radiation exposure. Don't be.

また、放射性セシウムは、融点が28.4℃と常温付近で液状を示す金属の一つであり、放射性ヨウ素と同様に非常に放出され易いものである。この放射性セシウムは、比較的短半減期のセシウム134(半減期:2年)、長半減期のセシウム137(半減期:30年)が主なものである。特にセシウム137は、半減期が長いだけではなく、高エネルギーの放射線を放出し、且つ、アルカリ金属であるため、水への溶解性が大きいという性質を有している。さらに放射性セシウムは、呼吸や皮膚からも人体に吸収されやすく、ほぼ全身に均一に分散されるため、人への健康被害は深刻である。   In addition, radioactive cesium is one of metals that have a melting point of 28.4 ° C. and is in a liquid state at around room temperature, and is very easily released like radioactive iodine. This radioactive cesium is mainly composed of cesium 134 having a relatively short half-life (half-life: 2 years) and cesium 137 having a long half-life (half-life: 30 years). In particular, cesium 137 not only has a long half-life, but also emits high-energy radiation and has a property of being highly soluble in water because it is an alkali metal. In addition, radioactive cesium is easily absorbed by the human body through breathing and skin, and is almost uniformly distributed throughout the body.

このため、世界中で稼働している原子炉から不慮の事由等により偶発的に放射性セシウムが放出された場合は、原子炉で働く労働者や近隣の住民に対する放射能汚染のみならず、空気により運ばれる放射性セシウムにより汚染された食品や水を介して人間や動物へと、より広範な放射能汚染が引き起こされる。この点についての危険性は、チェルノブイリ原子力発電所の事故により明らかに実証済である。   For this reason, when radioactive cesium is accidentally released from reactors operating around the world due to unforeseen reasons, not only radioactive contamination to workers working in the reactor and neighboring residents, but also due to air Extensive radioactive contamination is caused to humans and animals through food and water contaminated by the radioactive cesium being carried. The danger in this regard has been clearly demonstrated by the Chernobyl nuclear power plant accident.

このような事態に対し、生成された放射性ヨウ素の処理方法として、洗浄処理方式、繊維状の活性炭等を用いた固体吸着剤充填による物理・化学的処理方式(特許文献1、2参照)、イオン交換剤による処理(特許文献3参照)などが検討されている。   For such a situation, as a treatment method of the generated radioactive iodine, a washing treatment method, a physical / chemical treatment method by filling a solid adsorbent using fibrous activated carbon or the like (see Patent Documents 1 and 2), ions Treatment with an exchange agent (see Patent Document 3) and the like have been studied.

しかしながら、上記したいずれの方法も課題があり、これらの課題が解決された放射性ヨウ素の除去方法の開発が望まれている。まず、洗浄処理方式で実用化されているのはアルカリ洗浄法などがあるが、液体吸着剤による洗浄処理方式で処理し、これを液体のまま長期間貯蔵するのには、量的にも、また安全上も問題が多い。また、固体吸着剤充填による物理・化学的処理方式では、補足されたヨウ素は、他のガスとの交換の可能性に常に晒されており、また温度が上昇すると容易に吸着物を放出するという難点がある。更に、イオン交換剤による処理方式では、イオン交換剤の耐熱温度は100℃程度までであり、これより高温では十分な性能を発揮しないという課題がある。   However, any of the above-described methods has problems, and development of a method for removing radioactive iodine in which these problems are solved is desired. First, there are alkali cleaning methods and the like that are put to practical use in the cleaning treatment method, but in order to store this as a liquid for a long period of time by processing with a cleaning method using a liquid adsorbent, quantitatively, There are also many safety issues. In addition, in the physical and chemical treatment system with solid adsorbent filling, the supplemented iodine is always exposed to the possibility of exchange with other gases, and the adsorbate is easily released when the temperature rises. There are difficulties. Furthermore, in the treatment method using an ion exchanger, the heat-resistant temperature of the ion exchanger is up to about 100 ° C., and there is a problem that sufficient performance is not exhibited at higher temperatures.

一方、原子炉中での核分裂によって生成した放射性セシウムの処理方法として、無機イオン交換体や選択性イオン交換樹脂による吸着法、重金属と可溶性フェロシアン化物又はフェロシアン化物塩併用による共沈法、セシウム沈殿試薬による化学処理法などが知られている(例えば、特許文献4参照)。   On the other hand, as a method for treating radioactive cesium generated by nuclear fission in a nuclear reactor, an adsorption method using an inorganic ion exchanger or a selective ion exchange resin, a coprecipitation method using a combination of a heavy metal and a soluble ferrocyanide or a ferrocyanide salt, cesium A chemical treatment method using a precipitation reagent is known (see, for example, Patent Document 4).

しかしながら、上述の処理方法は、いずれも循環ポンプや浄化槽さらには各吸着剤を内蔵した充填槽などの大掛かりな設備を必要とし、そしてそれらを稼働させるための多大なエネルギーを必要とする。また、2011年3月11日に発生した日本国の福島第一原発事故のように、電源が断たれたような場合にはこれらの設備は稼働できなくなるので、放射性ヨウ素や放射性セシウム等による汚染の危険度が増大する。そして、電源が断たれた場合は特に、原子炉の暴走事故により周辺地域へ拡散した放射性ヨウ素や放射性セシウム等に対しての除去方法が極めて困難な状況に陥り、放射能汚染を拡大しかねない状況となることが懸念される。したがって、このような事態が生じた場合においても対応が可能な放射性ヨウ素や放射性セシウムの除去技術の開発が急務である。また、放射性ヨウ素と放射性セシウムとを一緒に処理できる有効な除去技術が開発されれば極めて有用である。   However, all of the above-described processing methods require large facilities such as a circulation pump, a purification tank, and a filling tank containing each adsorbent, and a great amount of energy for operating them. In addition, as the Fukushima Daiichi nuclear power plant accident in Japan on March 11, 2011, when the power supply was cut off, these facilities would not be able to operate, so contamination with radioactive iodine, radioactive cesium, etc. The risk level of increases. And especially when the power supply is cut off, the removal method for radioactive iodine, radioactive cesium, etc. diffused to the surrounding area due to the runaway accident of the reactor falls into a very difficult situation, which may expand the radioactive contamination There is concern about the situation. Accordingly, there is an urgent need to develop a technique for removing radioactive iodine and radioactive cesium that can cope with such a situation. In addition, it would be extremely useful if an effective removal technique capable of treating radioactive iodine and radioactive cesium together was developed.

特公昭62−44239号公報Japanese Patent Publication No.62-44239 特開2008−116280号公報JP 2008-116280 A 特開2005−37133号公報JP 2005-37133 A 特開平4−118596号公報JP-A-4-118596

したがって、本発明の主たる目的は、放射性ヨウ素及び放射性セシウムを一緒に除去処理できる簡便で有効な除去技術を提供することにあるが、さらに、その場合に、従来技術の問題点を解決し、簡単且つ低コストで、さらには電力等のエネルギー源を必要とせず、しかも、除去した放射性ヨウ素及び放射性セシウムを固体内部に取り込んで安定的に固定化することができ、必要に応じて放射性廃棄物の減容化も可能な、新規な放射性ヨウ素・放射性セシウムの同時除去技術を提供することにある。本発明の目的は、特に、上記した放射性ヨウ素及び放射性セシウムのいずれに対しても固定化できる機能を有し、これらを一緒に除去処理することが実現できる新規な親水性樹脂組成物を提供することにある。   Therefore, the main object of the present invention is to provide a simple and effective removal technique that can remove radioactive iodine and radioactive cesium together, but in that case, the problem of the prior art is solved and simplified. In addition, at low cost and without the need for an energy source such as electric power, the removed radioactive iodine and radioactive cesium can be taken into the solid body and stably fixed. The object is to provide a new technology for simultaneous removal of radioactive iodine and radioactive cesium that can be reduced in volume. An object of the present invention is to provide a novel hydrophilic resin composition that has a function capable of immobilizing both radioactive iodine and radioactive cesium described above, and that can be removed together. There is.

上記目的は以下の本発明によって達成される。すなわち、本発明は、放射性廃液及び/又は放射性固形物中の放射性ヨウ素・放射性セシウムをともに、親水性樹脂組成物とゼオライトとを含んでなる親水性樹脂組成物を用いて除去処理する放射性ヨウ素・放射性セシウムの除去方法であって、上記親水性樹脂組成物が、親水性セグメントを有し、その分子中に親水性基を有しているが、水及び温水に不溶解性の樹脂であり、且つ、構造中の主鎖及び/又は側鎖に第3級アミノ基を有する、親水性ポリウレタン樹脂、親水性ポリウレア樹脂、親水性ポリウレタン−ポリウレア樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の親水性樹脂を含み、且つ、該親水性樹脂100質量部に対して、少なくとも、ゼオライトが1〜200質量部の割合で分散されてなることを特徴とする放射性ヨウ素・放射性セシウムの除去方法を提供する。 The above object is achieved by the present invention described below. That is, the present invention is a method for removing radioactive iodine and radioactive cesium in a radioactive liquid waste and / or radioactive solid using a hydrophilic resin composition comprising a hydrophilic resin composition and zeolite. A method for removing radioactive cesium, wherein the hydrophilic resin composition has a hydrophilic segment and has a hydrophilic group in the molecule, but is a resin insoluble in water and warm water, At least one hydrophilic resin selected from the group consisting of hydrophilic polyurethane resins, hydrophilic polyurea resins, and hydrophilic polyurethane-polyurea resins having a tertiary amino group in the main chain and / or side chain in the structure. And at least zeolite is dispersed at a ratio of 1 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hydrophilic resin. It provides a method for removing sexual cesium.

本発明の好ましい形態としては、下記のことが挙げられる。上記親水性セグメントが、ポリエチレンオキサイドセグメントであること。上記親水性樹脂が、少なくとも1個の第3級アミノ基を有するポリオール又は少なくとも1個の第3級アミノ基を有するポリアミンを原料の一部として形成された樹脂であること。上記ゼオライトが、下記の一般式(1)で表せる化合物であることである。

Figure 0005725621
[但し、式(1)中、M2+は、Ca2+、Mn2+、Ba2+又はMg2+のいずれかであり、M+は、Na+、K+又はLi+のいずれかであり、mは1〜18のいずれかの数、nは1〜70のいずれかの数である。] The following are mentioned as a preferable form of this invention. The hydrophilic segment is a polyethylene oxide segment. The hydrophilic resin is a resin formed by using a polyol having at least one tertiary amino group or a polyamine having at least one tertiary amino group as a raw material. The zeolite is a compound represented by the following general formula (1).
Figure 0005725621
[In the formula (1), M 2+ is, Ca 2+, Mn 2+, is either Ba 2+ or Mg 2+, M + is, Na +, K + or Li + either M is any number from 1 to 18, and n is any number from 1 to 70. ]

本発明では、別の実施形態として、液中及び/又は固形物中の放射性ヨウ素・放射性セシウムのいずれをも固定できる機能を示す親水性樹脂組成物であって、親水性樹脂とゼオライトとを含み、該親水性樹脂が、少なくとも1個の第3級アミノ基を有するポリオール又は少なくとも1個の第3級アミノ基を有するポリアミンを原料の一部として形成された、親水性セグメントと、分子鎖中に第3級アミノ基を有してなる、水及び温水に不溶解性の樹脂であり、且つ、該親水性樹脂100質量部に対して、少なくとも、ゼオライトが1〜200質量部の割合で分散されていることを特徴とする放射性ヨウ素・放射性セシウムの除去用の親水性樹脂組成物を提供する。   In the present invention, as another embodiment, there is provided a hydrophilic resin composition having a function capable of fixing either radioactive iodine or radioactive cesium in a liquid and / or a solid material, comprising a hydrophilic resin and zeolite. A hydrophilic segment formed by using a polyol having at least one tertiary amino group or a polyamine having at least one tertiary amino group as a part of a raw material, A resin having a tertiary amino group, insoluble in water and warm water, and at least 1 to 200 parts by mass of zeolite dispersed with respect to 100 parts by mass of the hydrophilic resin A hydrophilic resin composition for removing radioactive iodine and radioactive cesium is provided.

さらに本発明では、別の実施形態として、液中及び/又は固形物中の放射性ヨウ素・放射性セシウムのいずれをも固定できる機能を有する親水性樹脂組成物であって、親水性樹脂とゼオライトとを含み、該親水性樹脂が、有機ポリイソシアネートと、親水性成分である高分子量の親水性ポリオール及び/又はポリアミンと、少なくとも1個の活性水素含有基と少なくとも1個の第3級アミノ基とを同一分子内に有する化合物を反応させて得られた、親水性セグメントを有し、その分子中に親水性基を有しているが、水及び温水に不溶解性の樹脂であり、且つ、構造中の主鎖及び/又は側鎖に第3級アミノ基を有する、親水性ポリウレタン樹脂、親水性ポリウレア樹脂、親水性ポリウレタン−ポリウレア樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、且つ、該親水性樹脂100質量部に対して、少なくとも、ゼオライトが1〜200質量部の割合で分散されていることを特徴とする放射性ヨウ素・放射性セシウムの除去用の親水性樹脂組成物を提供する。 Furthermore, in the present invention, as another embodiment, there is provided a hydrophilic resin composition having a function capable of fixing either radioactive iodine or radioactive cesium in a liquid and / or solid matter, wherein the hydrophilic resin and zeolite are combined. The hydrophilic resin comprises an organic polyisocyanate, a high molecular weight hydrophilic polyol and / or polyamine, which is a hydrophilic component, at least one active hydrogen-containing group, and at least one tertiary amino group. It is a resin obtained by reacting a compound in the same molecule, having a hydrophilic segment, having a hydrophilic group in the molecule, but insoluble in water and warm water, and has a structure. At least selected from the group consisting of a hydrophilic polyurethane resin, a hydrophilic polyurea resin, and a hydrophilic polyurethane-polyurea resin having a tertiary amino group in the main chain and / or side chain therein A hydrophilic resin for removing radioactive iodine and radioactive cesium, which is a seed and has at least 1 to 200 parts by mass of zeolite dispersed with respect to 100 parts by mass of the hydrophilic resin A composition is provided.

上記したいずれかの本発明の親水性樹脂組成物の好ましい形態としては、上記親水性セグメントが、ポリエチレンオキサイドセグメントであること;上記ゼオライトは、下記の一般式(1)で表せる化合物であること、が挙げられる。

Figure 0005725621
[但し、式(1)中、M2+は、Ca2+、Mn2+、Ba2+又はMg2+のいずれかであり、M+は、Na+、K+又はLi+のいずれかであり、mは1〜18のいずれかの数、nは1〜70のいずれかの数である。] As a preferable form of any of the above-described hydrophilic resin compositions of the present invention, the hydrophilic segment is a polyethylene oxide segment; the zeolite is a compound represented by the following general formula (1), Is mentioned.
Figure 0005725621
[In the formula (1), M 2+ is, Ca 2+, Mn 2+, is either Ba 2+ or Mg 2+, M + is, Na +, K + or Li + either M is any number from 1 to 18, and n is any number from 1 to 70. ]

本発明によれば、液中や固形物中に存在している放射性ヨウ素や放射性セシウムを一緒に除去処理できる有効で、しかも簡便な除去技術の提供が可能になる。より具体的には、本発明によれば、放射性ヨウ素と放射性セシウムを、簡便に且つ低コストで、更には電力等のエネルギー源を必要とせず、しかも、除去した放射性ヨウ素及び放射性セシウムを固体内部に取り組んで安定的に固定化することができ、必要に応じて放射性廃棄物の減容化も可能である、放射性ヨウ素及び放射性セシウムを一緒に除去処理できる新規な技術が提供される。また、本発明によれば、特に、放射性ヨウ素及び放射性セシウムのいずれに対しても固定化できる機能を有し、これらを一緒に除去処理することを実現可能にでき、その主成分が樹脂組成物であることから必要に応じて放射性廃棄物の減容化も可能な新規な親水性樹脂組成物が提供される。本発明のこれらの顕著な効果は、有機ポリイソシアネートと、高分子量親水性ポリオール及び/又はポリアミン(以下「親水性成分」という)と、少なくとも1個の活性水素含有基と少なくとも1個の第3級アミノ基とを同一分子内に有する化合物とを反応させて得られる親水性ポリウレタン樹脂、親水性ポリウレア樹脂、親水性ポリウレタン−ポリウレア樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の親水性樹脂に、ゼオライトを分散させて得られる親水性樹脂組成物を利用するという極めて簡便な方法で達成される。   According to the present invention, it is possible to provide an effective and simple removal technique that can remove radioactive iodine and radioactive cesium present in a liquid or solid matter together. More specifically, according to the present invention, radioactive iodine and radioactive cesium are simply and at low cost, and do not require an energy source such as electric power, and the removed radioactive iodine and radioactive cesium are contained inside the solid. Thus, a novel technique capable of removing radioactive iodine and radioactive cesium together, which can be stably fixed and can reduce the volume of radioactive waste as required, is provided. In addition, according to the present invention, in particular, it has a function capable of immobilizing both radioactive iodine and radioactive cesium, and it can be realized to remove these together, and the main component thereof is a resin composition. Therefore, a novel hydrophilic resin composition capable of reducing the volume of radioactive waste as required is provided. These significant effects of the present invention include organic polyisocyanates, high molecular weight hydrophilic polyols and / or polyamines (hereinafter referred to as “hydrophilic components”), at least one active hydrogen-containing group and at least one third. At least one hydrophilic resin selected from the group consisting of a hydrophilic polyurethane resin obtained by reacting a compound having a secondary amino group in the same molecule, a hydrophilic polyurea resin, and a hydrophilic polyurethane-polyurea resin; This is achieved by a very simple method of utilizing a hydrophilic resin composition obtained by dispersing the slag.

水溶液中のヨウ素濃度と、実施例1〜3の親水性樹脂組成物で作製したフィルムの浸漬時間との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the iodine concentration in aqueous solution, and the immersion time of the film produced with the hydrophilic resin composition of Examples 1-3. 水溶性中のセシウム濃度と、実施例1〜3の親水性樹脂組成物で作製したフィルムの浸漬時間との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the cesium density | concentration in water solubility, and the immersion time of the film produced with the hydrophilic resin composition of Examples 1-3. 水溶液中のヨウ素濃度と、比較例1、2の非親水性樹脂組成物で作製したフィルムの浸漬時間との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the iodine concentration in aqueous solution, and the immersion time of the film produced with the non-hydrophilic resin composition of the comparative examples 1 and 2. FIG. 水溶液中のセシウム濃度と、比較例1、2の非親水性樹脂組成物で作製したフィルムの浸漬時間との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the cesium density | concentration in aqueous solution, and the immersion time of the film produced with the non-hydrophilic resin composition of the comparative examples 1 and 2. FIG.

次に、好ましい実施の形態を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。
本発明の除去方法を特徴づける本発明の親水性樹脂組成物は、親水性樹脂にゼオライトを分散させた組成物からなり、該親水性樹脂は、親水性成分を構成単位とする親水性セグメントと、少なくとも1個の第3級アミノ基を有する成分を構成単位とする第3級アミノ基含有セグメントを有していることを特徴とする。すなわち、本発明で使用する親水性樹脂は、その構造中に、親水性成分を構成単位とする親水性セグメントと、少なくとも1個の第3級アミノ基を有する成分を構成単位とする第3級アミノ基含有セグメントとを有しているものであればよい。これらのセグメントは、親水性樹脂の合成時に、鎖延長剤を使用しない場合は、それぞれランダムに、ウレタン結合、ウレア結合又はウレタン−ウレア結合等で結合されている。親水性樹脂の合成時に、鎖延長を使用する場合には、上記の結合とともに、これらの結合の間に鎖延長剤の残基である短鎖が存在するものになる。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments.
The hydrophilic resin composition of the present invention, which characterizes the removal method of the present invention, comprises a composition in which a zeolite is dispersed in a hydrophilic resin, and the hydrophilic resin comprises a hydrophilic segment having a hydrophilic component as a structural unit, and And having a tertiary amino group-containing segment whose constituent unit is a component having at least one tertiary amino group. That is, the hydrophilic resin used in the present invention is a tertiary resin having a hydrophilic segment as a structural unit and a component having at least one tertiary amino group as a structural unit in the structure. Any material having an amino group-containing segment may be used. When a chain extender is not used during the synthesis of the hydrophilic resin, these segments are bonded at random by a urethane bond, a urea bond, a urethane-urea bond, or the like. When chain extension is used during the synthesis of the hydrophilic resin, a short chain which is a residue of the chain extender exists between these bonds in addition to the above bonds.

本発明における「親水性樹脂」とは、その分子中に親水性基を有しているが、水や温水等には不溶解性の樹脂を意味しており、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、セルロース誘導体等の水溶性樹脂とは区別されるものである。その詳細については後述する。   “Hydrophilic resin” in the present invention means a resin having a hydrophilic group in its molecule but insoluble in water, hot water, etc., and includes polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, and polyacrylic. It is distinguished from water-soluble resins such as acids and cellulose derivatives. Details thereof will be described later.

本発明の親水性樹脂組成物は、親水性樹脂とゼオライトとを含んでなるが、該組成物を用いることで、放射性ヨウ素及び放射性セシウムを一緒に除去処理することが可能となった理由について、本発明者らは下記のように考えている。まず、本発明で使用する親水性樹脂は、親水性セグメントにより優れた吸水性を示すが、更に、その構造中の主鎖及び/又は側鎖に第3級アミノ基が導入されることによって、イオン化した放射性ヨウ素との間にイオン結合が形成され、その結果、親水性樹脂中に定着されたものと考えられる。   The hydrophilic resin composition of the present invention comprises a hydrophilic resin and zeolite, and the reason why it is possible to remove radioactive iodine and radioactive cesium together by using the composition. The present inventors consider as follows. First, the hydrophilic resin used in the present invention exhibits excellent water absorption by the hydrophilic segment, and further, by introducing a tertiary amino group into the main chain and / or side chain in the structure, It is considered that an ionic bond is formed between the ionized radioactive iodine and, as a result, is fixed in the hydrophilic resin.

しかし、水分の存在下では上記の如きイオン性結合は解離し易いことから、一定時間経過すれば再び放射性ヨウ素は樹脂から放出されるものと考えられ、本発明者らは、樹脂中における放射性ヨウ素の定着状態を固定化し除去することは難しいものと予想していた。しかしながら、本発明者らの検討によれば、実際には、イオン結合した放射性ヨウ素は長時間立っても樹脂中に定着されたままであることがわかった。この理由は定かではないが、本発明者らは、下記のように考えている。すなわち、本発明において用いる特定の親水性樹脂では、その分子内には疎水性部分も存在しており、該樹脂中の第3級アミノ基と放射性ヨウ素との間にイオン結合が形成された後、この疎水性部分が、親水性部分(親水性セグメント)及び上記イオン結合部分の周りを取り囲むようになるためではないかと推察している。このような理由から、本発明では、特有の構造を有する親水性樹脂を含む本発明の親水性樹脂組成物を用いることで、放射性ヨウ素が樹脂に固定化し、その除去が可能となったものと考えられる。   However, since the ionic bond as described above is easily dissociated in the presence of moisture, it is considered that radioactive iodine is released from the resin again after a certain period of time. It was expected that it would be difficult to fix and remove the fixing state. However, according to the study by the present inventors, it was actually found that the ion-bound radioactive iodine remained fixed in the resin even when standing for a long time. The reason for this is not clear, but the present inventors consider as follows. That is, in the specific hydrophilic resin used in the present invention, a hydrophobic portion is also present in the molecule, and after an ionic bond is formed between the tertiary amino group in the resin and radioactive iodine. It is speculated that this hydrophobic part may surround the hydrophilic part (hydrophilic segment) and the ion binding part. For these reasons, in the present invention, by using the hydrophilic resin composition of the present invention including a hydrophilic resin having a specific structure, radioactive iodine is fixed to the resin and can be removed. Conceivable.

さらに、本発明では、ゼオライトを含む本発明の親水性樹脂組成物を用いることで、上記した放射性ヨウ素の除去に加えて、放射性セシウムの除去をも可能にし、放射性ヨウ素と放射性セシウムとを同時に除去処理することを達成する。以下、本発明で使用するゼオライトについて説明する。ゼオライトは、人工的に合成することも可能であるが、シリコンとアルミと酸素からなる、分子レベルの微細な孔を持った天然に産する結晶性化合物であり、種々の結晶構造を有するものが知られている。ゼオライトは、非常に大きな表面積を持つ細孔を有する特有の結晶構造を有することから、ガスやイオン等に対する高い吸着能や、様々な化学反応を助ける触媒能を示し、さらに、細孔の大きさによる分子の篩分けも可能であることから、広範な分野で使用されている。   Furthermore, in the present invention, by using the hydrophilic resin composition of the present invention containing zeolite, in addition to the above-described removal of radioactive iodine, it is also possible to remove radioactive cesium, and simultaneously remove radioactive iodine and radioactive cesium. Achieve to process. Hereinafter, the zeolite used in the present invention will be described. Zeolite can be synthesized artificially, but it is a naturally occurring crystalline compound consisting of silicon, aluminum, and oxygen and having fine pores at the molecular level, and has various crystal structures. Are known. Zeolite has a unique crystal structure with pores with a very large surface area, so it exhibits a high adsorption capacity for gases and ions, a catalytic ability to assist various chemical reactions, and the size of the pores. It is also used in a wide range of fields because it is possible to screen molecules by.

天然のゼオライトは、下記一般式(1)で表されるアルミノケイ酸塩のなかで結晶構造中に上記したような空隙(細孔)を持つ鉱物であるが、本発明に使用可能である。

Figure 0005725621
[但し、式(1)中、M2+は、Ca2+、Mn2+、Ba2+又はMg2+のいずれかであり、M+は、Na+、K+又はLi+のいずれかであり、mは1〜18のいずれかの数、nは1〜70のいずれかの数である。] Natural zeolite is a mineral having a void (pore) as described above in the crystal structure among aluminosilicates represented by the following general formula (1), but can be used in the present invention.
Figure 0005725621
[In the formula (1), M 2+ is, Ca 2+, Mn 2+, is either Ba 2+ or Mg 2+, M + is, Na +, K + or Li + either M is any number from 1 to 18, and n is any number from 1 to 70. ]

ゼオライトは、先に述べたように触媒や吸着材料として広く利用されているが、これらに加えて、ゼオライトに含まれる正イオンは別のイオンに簡単に交換できるので高いイオン交換性を示し、しかも樹脂には不向きな高温等の条件でも使用可能であることから、イオン交換材料としても有用である。本発明では、先に述べたゼオライトのもつ高い吸着機能に加えて、特に、ゼオライトのもつイオン交換性を利用することで、液中及び/又は固形物中に存在する放射性セシウムを除去する。ここで、ゼオライトのもつイオン交換性について、具体的に説明する。ゼオライトのもつイオン交換性は、下記に述べるように、ゼオライトの骨格を形成する結晶構造に起因して発現される。ゼオライトの骨格(結晶格子)を作る成分の一つであるケイ素(Si)は4価であるので、2価の負イオンである酸素とはSiO2という組成で電荷のバランスがとれるが、もう一つの成分であるアルミニウム(Al)は3価であるので、AlがSiの代わりに骨格に入ると、正の電荷が1個不足し、陽イオンの欠損ができる。そのため、ゼオライトには別の陽イオンが含まれており、この生じた欠損部分に、ナトリウム(Na)、カルシウム(Ca)、カリウム(K)等の陽イオンを取り込んで、荷電のバランスを取っている。この取り込まれたゼオライト中に含まれる陽イオンは、水溶液中で他の陽イオンと互いに入れ替わる性質があるため、ゼオライトは、高いイオン交換性を示す。ここで、ゼオライトのもつ陽イオン交換の優先順位は下記の通りである。 Zeolite is widely used as a catalyst and adsorbing material as described above, but in addition to these, the positive ions contained in the zeolite can be easily exchanged for other ions, thus exhibiting high ion exchange properties. Since it can be used even under conditions such as high temperatures unsuitable for resins, it is also useful as an ion exchange material. In the present invention, in addition to the above-described high adsorption function of zeolite, in particular, by utilizing the ion exchange property of zeolite, radioactive cesium present in the liquid and / or solid matter is removed. Here, the ion exchange property of zeolite will be specifically described. The ion exchange property of zeolite is expressed due to the crystal structure forming the framework of the zeolite, as described below. Since silicon (Si), which is one of the components that form the framework (crystal lattice) of zeolite, is tetravalent, oxygen, which is a divalent negative ion, can be balanced in charge with a composition of SiO 2. Since aluminum (Al), which is one component, is trivalent, when Al enters the skeleton instead of Si, one positive charge is deficient and a cation deficiency is generated. Therefore, the zeolite contains another cation, and the cation such as sodium (Na), calcium (Ca), potassium (K), etc. is taken into the generated defect portion to balance the charge. Yes. Since the cation contained in the taken-in zeolite has the property of being interchanged with other cations in the aqueous solution, the zeolite exhibits high ion exchange properties. Here, the priority order of cation exchange possessed by zeolite is as follows.

<イオン交換順位>
セシウム(Cs)>ルビジウム(Rb)>NH4>バリウム(Ba)>ストロンチウム(Sr)>Na>Ca>鉄(Fe)>Al>マグネシウム(Mg)>リチウム(Li)
<Ion exchange order>
Cesium (Cs)> Rubidium (Rb)> NH 4 > Barium (Ba)> Strontium (Sr)>Na>Ca> Iron (Fe)>Al> Magnesium (Mg)> Lithium (Li)

上記したように、セシウムやストロンチウムのイオン交換順位が高いことから、ゼオライトのもつイオン交換性を、放射性セシウム等の放射性物質の除去に利用できるとされており、この点は公知である。本発明では、上記した放射性ヨウ素を除去することができる特有の構造を有する親水性樹脂に、上記した放射性セシウム等の放射性物質を除去することができるゼオライトを分散させた本発明の親水性樹脂組成物を用いることで、放射性ヨウ素と放射性セシウムを一緒に除去処理することを可能にできる技術を提供する。   As described above, since the ion exchange order of cesium and strontium is high, it is said that the ion exchange property of zeolite can be used for the removal of radioactive substances such as radioactive cesium, and this point is publicly known. In the present invention, the hydrophilic resin composition of the present invention in which the above-described hydrophilic resin having a unique structure capable of removing radioactive iodine is dispersed with the above-described zeolite capable of removing radioactive substances such as radioactive cesium. By using an object, a technique capable of removing radioactive iodine and radioactive cesium together is provided.

本発明を特徴づける放射性ヨウ素を除去することができる特有の構造を有する親水性樹脂は、有機ポリイソシアネートと、親水性成分である高分子量の親水性ポリオール及び/又はポリアミンと、少なくとも1個の活性水素含有基と少なくとも1個の第3級アミノ基とを同一分子内に有する化合物とを反応させて得られる。すなわち、本発明で使用する親水性樹脂の構造中に、親水性セグメントと第3級アミノ基を導入するために使用する化合物は、分子中に少なくとも1個の活性水素含有基(反応性基)を有し、且つ、その分子鎖中に第3級アミノ基を有するものが挙げられる。少なくとも1個の活性水素含有基を有する化合物としては、例えば、アミノ基、エポキシ基、水酸基、メルカプト基、酸ハライド基、カルボキシエステル基、酸無水物基等の反応性基を有する化合物が挙げられる。   The hydrophilic resin having a unique structure capable of removing radioactive iodine, which characterizes the present invention, includes an organic polyisocyanate, a high molecular weight hydrophilic polyol and / or polyamine, which are hydrophilic components, and at least one activity. It is obtained by reacting a compound containing a hydrogen-containing group and at least one tertiary amino group in the same molecule. That is, the compound used for introducing the hydrophilic segment and the tertiary amino group into the structure of the hydrophilic resin used in the present invention has at least one active hydrogen-containing group (reactive group) in the molecule. And having a tertiary amino group in the molecular chain. Examples of the compound having at least one active hydrogen-containing group include compounds having a reactive group such as an amino group, an epoxy group, a hydroxyl group, a mercapto group, an acid halide group, a carboxyester group, and an acid anhydride group. .

上記の如き反応性基を有する第3級アミノ基含有化合物の好ましい例としては、例えば、下記一般式(2)〜(4)で表される化合物が挙げられる。

Figure 0005725621
[式(2)中の、R1は、炭素数20以下のアルキル基、脂環族基、又は芳香族基(ハロゲン、アルキル基で置換されていてもよい)であり、R2及びR3は、−O−、−CO−、−COO−、−NHCO−、−S−、−SO−、−SO2−等で連結されていてもよい低級アルキレン基であり、X及びYは、−OH、−COOH、−NH2、−NHR1(R1は上記と同じ定義である)、−SH等の反応性基であり、X及びYは、同一でも異なってもよい。また、X及びYは、上記の反応性基に誘導できるエポキシ基、アルコキシ基、酸ハライド基、酸無水物基、又はカルボキシルエステル基でもよい。] Preferable examples of the tertiary amino group-containing compound having a reactive group as described above include compounds represented by the following general formulas (2) to (4).
Figure 0005725621
[R 1 in Formula (2) is an alkyl group having 20 or less carbon atoms, an alicyclic group, or an aromatic group (which may be substituted with a halogen or an alkyl group), and R 2 and R 3 is, -O -, - CO -, - COO -, - NHCO -, - S -, - SO -, - SO 2 - is a substituted lower alkylene group which may be coupled with such, X and Y, - OH, —COOH, —NH 2 , —NHR 1 (R 1 has the same definition as above), —SH and the like, and X and Y may be the same or different. X and Y may be an epoxy group, an alkoxy group, an acid halide group, an acid anhydride group, or a carboxyl ester group that can be derived from the reactive group. ]

Figure 0005725621
[式(3)中の、R1、R2、R3、X及びYは前記式(2)におけるものと同じ定義であるが、但し2つのR1同士は環状構造を形成するものであってもよい。R4は−(CH2)n−(該式中のnは0〜20の整数)である。]
Figure 0005725621
[In formula (3), R 1 , R 2 , R 3 , X and Y have the same definition as in formula (2), provided that two R 1 form a cyclic structure. May be. R 4 is — (CH 2 ) n — (wherein n is an integer of 0 to 20). ]

Figure 0005725621
[式(4)中の、X及びYは前記式(2)におけるものの定義と同じであり、Wは窒素含有複素環、窒素と酸素含有複素環、又は窒素と硫黄含有複素環を表す。]
Figure 0005725621
[X and Y in the formula (4) are the same as defined in the formula (2), and W represents a nitrogen-containing heterocycle, nitrogen and oxygen-containing heterocycle, or nitrogen and sulfur-containing heterocycle. ]

上記の一般式(2)、(3)及び(4)で表される化合物の具体例としては、以下のものが挙げられる。例えば、N,N−ジヒドロキシエチル−メチルアミン、N,N−ジヒドロキシエチル−エチルアミン、N,N−ジヒドロキシエチル−イソプロピルアミン、N,N−ジヒドロキシエチル−n−ブチルアミン、N,N−ジヒドロキシエチル−t−ブチルアミン、メチルイミノビスプロピルアミン、N,N−ジヒドロキシエチルアニリン、N,N−ジヒドロキシエチル−m−トルイジン、N,N−ジヒドロキシエチル−p−トルイジン、N,N−ジヒドロキシエチル−m−クロロアニリン、N,N−ジヒドロキシエチルベンジルアミン、N,N−ジメチル−N’,N’−ジヒドロキシエチル−1,3−ジアミノプロパン、N,N−ジエチル−N’,N’−ジヒドロキシエチル−1,3−ジアミノプロパン、N−ヒドロキシエチル−ピペラジン、N,N−ジヒドロキシエチル−ピペラジン、N−ヒドロキシエトキシエチル−ピペラジン、1,4−ビスアミノプロピル−ピペラジン、N−アミノプロピル−ピペラジン、ジピコリン酸、2,3−ジアミノピリジン、2,5−ジアミノピリジン、2,6−ジアミノ−4−メチルピリジン、2,6−ジヒドロキシピリジン、2,6−ピリジン−ジメタノール、2−(4−ピリジル)−4,6−ジヒドロキシピリミジン、2,6−ジアミノトリアジン、2,5−ジアミノトリアゾール、2,5−ジアミノオキサゾールなどが挙げられる。   Specific examples of the compounds represented by the above general formulas (2), (3) and (4) include the following. For example, N, N-dihydroxyethyl-methylamine, N, N-dihydroxyethyl-ethylamine, N, N-dihydroxyethyl-isopropylamine, N, N-dihydroxyethyl-n-butylamine, N, N-dihydroxyethyl-t -Butylamine, methyliminobispropylamine, N, N-dihydroxyethylaniline, N, N-dihydroxyethyl-m-toluidine, N, N-dihydroxyethyl-p-toluidine, N, N-dihydroxyethyl-m-chloroaniline N, N-dihydroxyethylbenzylamine, N, N-dimethyl-N ′, N′-dihydroxyethyl-1,3-diaminopropane, N, N-diethyl-N ′, N′-dihydroxyethyl-1,3 -Diaminopropane, N-hydroxyethyl-piperazine, N N-dihydroxyethyl-piperazine, N-hydroxyethoxyethyl-piperazine, 1,4-bisaminopropyl-piperazine, N-aminopropyl-piperazine, dipicolinic acid, 2,3-diaminopyridine, 2,5-diaminopyridine, 2 , 6-diamino-4-methylpyridine, 2,6-dihydroxypyridine, 2,6-pyridine-dimethanol, 2- (4-pyridyl) -4,6-dihydroxypyrimidine, 2,6-diaminotriazine, 2, 5-diaminotriazole, 2,5-diaminooxazole and the like can be mentioned.

また、これらの第3級アミノ化合物のエチレンオキサイド付加物やプロピレンオキサイド付加物等も本発明に使用できる。その付加物としては、例えば、下記構造式で表される化合物が挙げられる。なお、下記いずれかの式中のmは1〜60のいずれかの整数を、nは1〜6のいずれかの整数を表す。   Also, ethylene oxide adducts and propylene oxide adducts of these tertiary amino compounds can be used in the present invention. Examples of the adduct include compounds represented by the following structural formula. Note that m in any one of the following formulas represents an integer of 1 to 60, and n represents an integer of 1 to 6.

Figure 0005725621
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本発明を特徴づける親水性樹脂の合成に用いられる有機ポリイソシアネートとしては、従来のポリウレタン樹脂の合成における公知のものがいずれも使用でき、特に制限されない。好ましいものとしては、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、水素添加MDI、イソホロンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート等、或いはこれらの有機ポリイソシアネートと低分子量のポリオールやポリアミンを末端イソシアネートとなるように反応させて得られるポリウレタンプレポリマー等も使用することができる。   As the organic polyisocyanate used for synthesizing the hydrophilic resin characterizing the present invention, any known ones in the synthesis of conventional polyurethane resins can be used and are not particularly limited. Preferable examples include 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), hydrogenated MDI, isophorone diisocyanate, 1,3-xylylene diisocyanate, 1,4-xylylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, m It is also possible to use -phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, or the like, or a polyurethane prepolymer obtained by reacting these organic polyisocyanates with low molecular weight polyols or polyamines to form terminal isocyanates.

上記した有機ポリイソシアネートとともに、本発明を特徴づける親水性樹脂の合成に用いられる親水性成分としては、水酸基、アミノ基、カルボキシル基等を有する重量平均分子量(GPCで測定した標準ポリスチレン換算値。以下同じ。)が400〜8,000の範囲の親水性を有する化合物が好ましい。末端が水酸基で、親水性を有するポリオールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール/ポリテトラメチレングリコール共重合ポリオール、ポリエチレングリコール/ポリプロピレングリコール共重合ポリオール、ポリエチレングリコールアジペートポリオール、ポリエチレングリコールサクシネートポリオール、ポリエチレングリコール/ポリε−ラクトン共重合ポリオール、ポリエチレングリコール/ポリバレロラクトン共重合ポリオール等が挙げられる。   In addition to the organic polyisocyanate described above, the hydrophilic component used for the synthesis of the hydrophilic resin characterizing the present invention includes a weight average molecular weight having a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, etc. (standard polystyrene conversion value measured by GPC. The same) is a compound having hydrophilicity in the range of 400 to 8,000. Examples of the polyol having a hydroxyl group at the end and hydrophilicity include polyethylene glycol, polyethylene glycol / polytetramethylene glycol copolymer polyol, polyethylene glycol / polypropylene glycol copolymer polyol, polyethylene glycol adipate polyol, polyethylene glycol succinate polyol, polyethylene Examples include glycol / polyε-lactone copolymer polyol, polyethylene glycol / polyvalerolactone copolymer polyol, and the like.

末端がアミノ基で、親水性を有するポリアミンとしては、例えば、ポリエチレンオキサイドジアミン、ポリエチレンオキサイドプロピレンオキサイドジアミン、ポリエチレンオキサイドトリアミン、ポリエチレンオキサイドプロピレンオキサイドトリアミン等が挙げられる。その他、カルボキシル基やビニル基を有するエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。   Examples of the polyamine having a terminal amino group and hydrophilicity include polyethylene oxide diamine, polyethylene oxide propylene oxide diamine, polyethylene oxide triamine, and polyethylene oxide propylene oxide triamine. Other examples include ethylene oxide adducts having a carboxyl group or a vinyl group.

本発明においては、親水性樹脂に耐水性を付与するため、上記の親水性成分とともに、親水鎖を有しない他のポリオール、ポリアミン、ポリカルボン酸等を併用することも可能である。   In the present invention, in order to impart water resistance to the hydrophilic resin, it is also possible to use other polyols, polyamines, polycarboxylic acids and the like that do not have a hydrophilic chain together with the hydrophilic component.

本発明を特徴づける親水性樹脂の合成の際に必要に応じて使用される鎖延長剤としては、例えば、低分子ジオールやジアミン等の従来公知の鎖延長剤がいずれも使用でき、特に限定されない。例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等が挙げられる。   As the chain extender used as necessary in the synthesis of the hydrophilic resin characterizing the present invention, for example, any conventionally known chain extender such as a low molecular diol or diamine can be used, and is not particularly limited. . For example, ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, ethylenediamine, hexamethylenediamine and the like can be mentioned.

以上の原料成分を用いて得られる親水性セグメントと、第3級アミノ基を分子鎖中に有する親水性樹脂は、重量平均分子量は、3,000〜800,000の範囲のものであること好ましい。更に好ましい重量平均分子量は、5,000〜500,000の範囲である。   The hydrophilic segment obtained using the above raw material components and the hydrophilic resin having a tertiary amino group in the molecular chain preferably have a weight average molecular weight in the range of 3,000 to 800,000. . A more preferred weight average molecular weight is in the range of 5,000 to 500,000.

本発明に特に好適に用いられる親水性樹脂中における第3級アミノ基の含有量(当量)としては、0.1〜50eq/kgの範囲が好ましく、更に好ましくは0.5〜20eq/kgである。第3級アミノ基の含有量が0.1eq/kg未満、すなわち分子量10,000当たり1個未満では、本発明の所期の目的である放射性ヨウ素の除去性の発現が不十分となり、一方、第3級アミノ基の含有量が50eq/kg超、すなわち分子量10,000当たり500個超では樹脂中の親水性部分の減少による疎水性が強くなり、吸水性能に劣るようになるので好ましくない。   The tertiary amino group content (equivalent) in the hydrophilic resin particularly preferably used in the present invention is preferably in the range of 0.1 to 50 eq / kg, more preferably 0.5 to 20 eq / kg. is there. If the content of the tertiary amino group is less than 0.1 eq / kg, that is, less than 1 per 10,000 molecular weight, the intended release of radioactive iodine, which is the intended purpose of the present invention, becomes insufficient. If the content of the tertiary amino group exceeds 50 eq / kg, that is, more than 500 per 10,000 molecular weight, the hydrophobicity increases due to the decrease of the hydrophilic portion in the resin, and the water absorption performance becomes inferior.

また、本発明に特に好適に用いられる親水性樹脂の親水性セグメントの含有量としては、30〜80質量%の範囲が好ましく、更には50〜75質量%の範囲が好ましい。親水性セグメントの含有量が30質量%未満では、吸水性能に劣り放射性ヨウ素の除去性が低下するので好ましくない。一方、80質量%を超えると、耐水性に劣るようになるので好ましくない。   Moreover, as content of the hydrophilic segment of the hydrophilic resin used especially suitably for this invention, the range of 30-80 mass% is preferable, and also the range of 50-75 mass% is preferable. If the content of the hydrophilic segment is less than 30% by mass, the water absorption performance is inferior and the radioiodine removability is lowered. On the other hand, if it exceeds 80% by mass, the water resistance becomes inferior.

本発明の放射性ヨウ素・放射性セシウムの除去方法に用いられる本発明の親水性樹脂組成物は、上述した親水性樹脂に、先に述べたゼオライトを分散させることによって得られる。具体的には、上述した親水性樹脂に、ゼオライトと分散溶媒を入れ、所定の分散機によって分散操作を行うことにより製造することができる。上記分散に使用する分散機としては、通常顔料分散に用いる分散機であれば問題なく使用することができる。例えば、ペイントコンディショナー(レッドデビル社製)、ボールミル、パールミル(以上、アイリッヒ社製)、サンドミル、ビスコミル、アトライターミル、バスケットミル、湿式ジェットミル(以上、ジーナス社製)等が挙げられるが、分散性と経済性を鑑みて選択し、設定するのが好ましい。また、メディアとしては、ガラスビーズ、ジルコニアビーズ、アルミナビーズ、磁性ビーズ、ステンレスビーズ等を用いることができる。   The hydrophilic resin composition of the present invention used in the method for removing radioactive iodine / radiocesium of the present invention can be obtained by dispersing the above-mentioned zeolite in the above-described hydrophilic resin. Specifically, it can be produced by adding zeolite and a dispersion solvent to the above-described hydrophilic resin and performing a dispersion operation with a predetermined disperser. As the disperser used for the dispersion, any disperser that is usually used for pigment dispersion can be used without any problem. For example, paint conditioner (manufactured by Red Devil), ball mill, pearl mill (manufactured by Eirich), sand mill, visco mill, attritor mill, basket mill, wet jet mill (manufactured by Genus), etc. It is preferable to select and set in view of the property and economy. Further, as the media, glass beads, zirconia beads, alumina beads, magnetic beads, stainless beads, etc. can be used.

本発明の親水性樹脂組成物における親水性樹脂とゼオライトとの分散割合は、親水性樹脂100質量部に対してゼオライトを1〜200質量部の割合で配合したものを用いるとよい。ゼオライトが1質量部未満では、放射性セシウムの除去効果が不十分になるおそれがあり、200質量部を超えると組成物の機械物性が弱くなるとともに、耐水性に劣るようになり、放射能汚染水中で形状を保てなくなるおそれがあるので好ましくない。また、本発明の親水性樹脂組成物における親水性樹脂とゼオライトの組成比の決定に際しては、前記したゼオライトのイオン交換順位に従って、ゼオライト中からイオン交換後のイオンが水溶液中に溶出するので、二次汚染の発生を防ぐためには、この点についても考慮する必要がある。   As the dispersion ratio of the hydrophilic resin and the zeolite in the hydrophilic resin composition of the present invention, it is preferable to use a mixture of zeolite at a ratio of 1 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hydrophilic resin. If the amount of zeolite is less than 1 part by mass, the effect of removing radioactive cesium may be insufficient. If the amount exceeds 200 parts by mass, the mechanical properties of the composition will be weak and the water resistance will be inferior. This is not preferable because the shape cannot be maintained. In addition, when determining the composition ratio of the hydrophilic resin and the zeolite in the hydrophilic resin composition of the present invention, the ion-exchanged ions are eluted from the zeolite into the aqueous solution according to the above-described ion exchange order of the zeolite. This point needs to be taken into consideration to prevent the occurrence of secondary contamination.

本発明の放射性ヨウ素・放射性セシウムの除去方法を実施するにあたっては、上記した構成からなる本発明の親水性樹脂組成物を下記のような形態で使用することが好ましい。すなわち、親水性樹脂組成物の溶液を、離型紙や離型フィルム等に、乾燥後の厚みが5〜100μm、好ましくは10〜50μmとなるように塗布し、乾燥炉で乾燥させて得られたフィルム状にしたものが挙げられる。この場合には、使用時に、離型紙や離型フィルム等から剥離して、放射性ヨウ素・放射性セシウムの除去フィルムとして使用する。また、その他、各種基材に、先に説明した原料から得られる樹脂溶液を塗布又は含浸して使用してもよい。この場合の基材としては、金属、ガラス、木材、繊維、各種プラスチック等が使用できる。   In carrying out the method for removing radioactive iodine / radiocesium of the present invention, it is preferable to use the hydrophilic resin composition of the present invention having the above-described configuration in the following form. That is, the hydrophilic resin composition solution was applied to a release paper or a release film so that the thickness after drying was 5 to 100 μm, preferably 10 to 50 μm, and dried in a drying furnace. What was made into a film form is mentioned. In this case, it peels from a release paper, a release film, etc. at the time of use, and uses it as a removal film of a radioactive iodine and radioactive cesium. In addition, a resin solution obtained from the raw materials described above may be applied or impregnated on various base materials. As the base material in this case, metal, glass, wood, fiber, various plastics and the like can be used.

上記のようにして得られた、本発明の親水性樹脂組成物製の、フィルム又は各種基材に塗布したシートを、放射性廃液や、放射性固形物を予め水で除染した廃液などに浸漬することにより、これらの液中に存在する放射性ヨウ素及び放射性セシウムの両方を選択的に除去することができる。また、放射能で汚染された固形物等に対しては、本発明の親水性樹脂組成物製のフィルムやシートで固形物等を覆うことによって、放射性ヨウ素及び放射性セシウムの拡散を防ぐことができる。   The sheet made of the hydrophilic resin composition of the present invention obtained as described above and immersed on a film or various substrates is immersed in a radioactive waste liquid or a waste liquid in which radioactive solids have been decontaminated with water in advance. Thus, both radioactive iodine and radioactive cesium existing in these liquids can be selectively removed. In addition, for solid matter contaminated with radioactivity, diffusion of radioactive iodine and radioactive cesium can be prevented by covering the solid matter with a film or sheet made of the hydrophilic resin composition of the present invention. .

本発明の親水性樹脂組成物製のフィルムやシートは水には溶けないため、除染後に、容易にその廃液から取りだすことができる。このように、放射性ヨウ素・放射性セシウムの両方を除去するのに特別な設備も電力も必要とせず、簡単にかつ低コストで除染することができる。さらには、吸水した水分を乾燥させ100〜170℃に加熱すれば、樹脂が軟化して体積の収縮が起こり放射性廃棄物の減容化の効果も期待できる。   Since the film or sheet made of the hydrophilic resin composition of the present invention does not dissolve in water, it can be easily taken out from the waste liquid after decontamination. Thus, no special equipment or electric power is required to remove both radioactive iodine and radioactive cesium, and decontamination can be performed easily and at low cost. Furthermore, if the absorbed water is dried and heated to 100 to 170 ° C., the resin is softened, the volume shrinks, and the effect of reducing the volume of radioactive waste can be expected.

次に、具体的な製造例、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、以下の各例における「部」および「%」は、特に断りのない限り質量基準である。   Next, the present invention will be described in more detail with reference to specific production examples, examples and comparative examples, but the present invention is not limited thereto. Further, “parts” and “%” in the following examples are based on mass unless otherwise specified.

[製造例1](第3級アミノ基含有−親水性ポリウレタン樹脂の合成)
攪拌機、温度計、ガス導入管および還流冷却器を備えた反応容器を窒素置換し、ポリエチレングリコール(分子量2,040)150部、N−メチルジエタノールアミン20部、ジエチレングリコール5部を、200部のメチルエチルケトン(以下、MEKと略記)と150部のジメチルホルムアミド(以下、DMFと略記)との混合溶剤中に溶解し、60℃でよく撹拌した。そして、撹拌しながら、74部の水素添加MDIを112部のMEKに溶解した溶液を徐々に滴下した。滴下終了後、80℃で6時間反応させて、本発明で規定する親水性樹脂溶液を得た。この樹脂溶液は、固形分35%で、530dPa・s(25℃)の粘度を有していた。また、この溶液から形成した親水性樹脂フィルムは、破断強度24.5MPa、破断伸度が450%であり、熱軟化温度は115℃であった。
[Production Example 1] (Synthesis of tertiary amino group-containing hydrophilic polyurethane resin)
A reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, gas introduction tube and reflux condenser was replaced with nitrogen, 150 parts of polyethylene glycol (molecular weight 2,040), 20 parts of N-methyldiethanolamine, 5 parts of diethylene glycol, 200 parts of methyl ethyl ketone ( Hereinafter, it was dissolved in a mixed solvent of 150 parts of dimethylformamide (hereinafter abbreviated as DMF) and stirred at 60 ° C. well. And the solution which melt | dissolved 74 parts hydrogenation MDI in 112 parts MEK was dripped gradually, stirring. After completion of the dropwise addition, the mixture was reacted at 80 ° C. for 6 hours to obtain a hydrophilic resin solution defined in the present invention. This resin solution had a solid content of 35% and a viscosity of 530 dPa · s (25 ° C.). Moreover, the hydrophilic resin film formed from this solution had a breaking strength of 24.5 MPa, a breaking elongation of 450%, and a thermal softening temperature of 115 ° C.

[製造例2](第3級アミノ基含有−親水性ポリウレア樹脂の合成)
製造例1で使用したのと同様の反応器に、ポリエチレンオキサイドジアミン(ハンツマン社製「ジェファーミンED」(商品名);分子量2,000)150部、メチルイミノビスプロピルアミン30部及び1,4−ジアミノブタン4部を、DMF200部に溶解し、内温を20〜30℃でよく撹拌した。そして、撹拌しながら、83部の水素添加MDIを100部のDMFに溶解した溶液を徐々に滴下して、反応させた。滴下終了後、次第に内温を上昇させ、50℃に達したところで更に6時間反応させた後、195部のDMFを加え、本発明で規定する親水性樹脂溶液を得た。この樹脂溶液は、固形分35%で、230dPa・s(25℃)の粘度を有していた。また、この樹脂溶液から形成した親水性樹脂フィルムは、破断強度が27.6MPa、破断伸度が310%であり、熱軟化温度は145℃であった。
[Production Example 2] (Tertiary amino group-containing hydrophilic polyurea resin synthesis)
In the same reactor as used in Production Example 1, 150 parts of polyethylene oxide diamine (“Jeffamine ED” (trade name); molecular weight 2,000, manufactured by Huntsman), 30 parts of methyliminobispropylamine and 1,4 -4 parts of diaminobutane was dissolved in 200 parts of DMF, and the internal temperature was well stirred at 20-30 ° C. Then, with stirring, a solution obtained by dissolving 83 parts of hydrogenated MDI in 100 parts of DMF was gradually added dropwise to react. After completion of the dropping, the internal temperature was gradually raised, and when the temperature reached 50 ° C., the mixture was further reacted for 6 hours, and 195 parts of DMF was added to obtain a hydrophilic resin solution defined in the present invention. This resin solution had a solid content of 35% and a viscosity of 230 dPa · s (25 ° C.). Moreover, the hydrophilic resin film formed from this resin solution had a breaking strength of 27.6 MPa, a breaking elongation of 310%, and a thermal softening temperature of 145 ° C.

[製造例3](第3級アミノ基含有−親水性ポリウレタン−ポリウレア樹脂の合成)
製造例1で使用したのと同様の反応容器に、ポリエチレンオキサイドジアミン(ハンツマン社製「ジェファーミンED」(商品名);分子量2,000)150部、N,N−ジメチル−N’,N’−ジヒドロキシエチル−1,3−ジアミノプロパン30部及びトリエチレングリコール6部を、DMF140部に溶解した。そして、内温20〜30℃でよく撹拌しながら、70部の水素添加MDIを200部のMEKに溶解した溶液を徐々に滴下した。滴下終了後、80℃で6時間反応させた後、MEK135部を加え、本発明で規定した親水性樹脂溶液を得た。この樹脂溶液は、固形分35%で、280dPa・s(25℃)の粘度を有していた。また、この樹脂溶液から形成した親水性樹脂フィルムは、破断強度が14.7MPa、破断伸度が450%であり、熱軟化温度は107℃であった。
[Production Example 3] (Synthesis of tertiary amino group-containing hydrophilic polyurethane-polyurea resin)
In the same reaction vessel as used in Production Example 1, 150 parts of polyethylene oxide diamine (“Jeffamine ED” (trade name); molecular weight 2,000, manufactured by Huntsman), N, N-dimethyl-N ′, N ′ -30 parts of dihydroxyethyl-1,3-diaminopropane and 6 parts of triethylene glycol were dissolved in 140 parts of DMF. And the solution which melt | dissolved 70 parts hydrogenation MDI in 200 parts MEK was dripped gradually, stirring well with internal temperature 20-30 degreeC. After completion of the dropwise addition, the mixture was reacted at 80 ° C. for 6 hours, and 135 parts of MEK was added to obtain a hydrophilic resin solution defined in the present invention. This resin solution had a solid content of 35% and a viscosity of 280 dPa · s (25 ° C.). Further, the hydrophilic resin film formed from this resin solution had a breaking strength of 14.7 MPa, a breaking elongation of 450%, and a thermal softening temperature of 107 ° C.

[製造例4](比較例で使用する第3級アミノ基非含有−非親水性ポリウレタン樹脂の合成)
製造例1で使用したのと同様の反応容器を窒素置換し、平均分子量約2,000のポリブチレンアジペート150部と1,4−ブタンジオール15部とを、250部のDMF中に溶解した。そして、60℃でよく攪拌しながら、62部の水素添加MDIを171部のDMFに溶解したものを徐々に滴下した。滴下終了後、80℃で6時間反応させて、比較例で使用する樹脂溶液を得た。この樹脂溶液は、固形分35%で、3.2MPa・s(25℃)の粘度を有していた。また、この溶液から得られた非親水性樹脂フィルムは、破断強度が45MPa、破断伸度が480%であり、熱軟化温度は110℃であった。
[Production Example 4] (Synthesis of tertiary amino group-free non-hydrophilic polyurethane resin used in Comparative Example)
The same reaction vessel as that used in Production Example 1 was purged with nitrogen, and 150 parts of polybutylene adipate having an average molecular weight of about 2,000 and 15 parts of 1,4-butanediol were dissolved in 250 parts of DMF. And what melt | dissolved 62 parts hydrogenation MDI in 171 parts DMF was dripped gradually, stirring well at 60 degreeC. After completion of the dropwise addition, the mixture was reacted at 80 ° C. for 6 hours to obtain a resin solution used in the comparative example. This resin solution had a solid content of 35% and a viscosity of 3.2 MPa · s (25 ° C.). Further, the non-hydrophilic resin film obtained from this solution had a breaking strength of 45 MPa, a breaking elongation of 480%, and a thermal softening temperature of 110 ° C.

[製造例5](比較例で使用する第3級アミノ基含有−非親水性ポリウレタン樹脂の合成)
製造例1で使用したのと同様の反応容器を窒素置換し、平均分子量約2,000のポリブチレンアジペート150部、N−メチルジエタノールアミン20部、ジエチレングリコール5部を、200部のMEKと150部のDMFとの混合溶剤中に溶解した。そして、60℃でよく撹拌しながら、74部の水素添加MDIを112部のMEKに溶解した溶液を徐々に滴下した。滴下終了後、80℃で6時間反応させて比較例で用いる樹脂溶液を得た。この樹脂溶液は、固形分35%で、510dPa・s(25℃)の粘度を有していた。また、この溶液から形成した非親水性樹脂フィルムは、破断強度が23.5MPa、破断伸度が470%であり、熱軟化温度は110℃であった。
[Production Example 5] (Tertiary amino group-containing non-hydrophilic polyurethane resin used in Comparative Example)
A reaction vessel similar to that used in Production Example 1 was replaced with nitrogen, 150 parts of polybutylene adipate having an average molecular weight of about 2,000, 20 parts of N-methyldiethanolamine, 5 parts of diethylene glycol, 200 parts of MEK and 150 parts of Dissolved in a mixed solvent with DMF. And the solution which melt | dissolved 74 parts hydrogenation MDI in 112 parts MEK was dripped gradually, stirring well at 60 degreeC. After completion of the dropwise addition, the mixture was reacted at 80 ° C. for 6 hours to obtain a resin solution used in the comparative example. This resin solution had a solid content of 35% and a viscosity of 510 dPa · s (25 ° C.). The non-hydrophilic resin film formed from this solution had a breaking strength of 23.5 MPa, a breaking elongation of 470%, and a thermal softening temperature of 110 ° C.

上記製造例1〜5で得られた各樹脂について、その特性を表1に示した。具体的には、親水性の評価、重量平均分子量、及び重量平均分子量1,000当たりの第3級アミノ基当量(eq/kg)は下表1のとおりであった。

Figure 0005725621
The characteristics of the resins obtained in Production Examples 1 to 5 are shown in Table 1. Specifically, the hydrophilicity evaluation, the weight average molecular weight, and the tertiary amino group equivalent (eq / kg) per 1,000 weight average molecular weights were as shown in Table 1 below.
Figure 0005725621

<実施例1〜3、比較例1〜2>
製造例1〜5の各樹脂溶液と、ゼオライト(サン・ゼオライト工業(株)製)とを、表2に示した各配合(質量基準で表示)で、高密度アルミナボール(3.5g/ml)を使用してボールミル分散で24時間分散した。そして分散後の内容物を、ポリエステル樹脂製の100メッシュのふるいを通して取り出して、樹脂溶液とゼオライトとを含んでなる液状の各樹脂組成物を得た。
<Examples 1-3, Comparative Examples 1-2>
Each resin solution of Production Examples 1 to 5 and zeolite (manufactured by Sun Zeolite Industry Co., Ltd.) are mixed with each formulation shown in Table 2 (expressed on a mass basis), and high-density alumina balls (3.5 g / ml) ) For 24 hours by ball mill dispersion. Then, the content after dispersion was taken out through a 100-mesh sieve made of polyester resin to obtain a liquid resin composition containing a resin solution and zeolite.

Figure 0005725621
Figure 0005725621

[評価]
(樹脂フィルムの作製)
上記した実施例1〜3及び比較例1、2の液状の核樹脂組成物をそれぞれ用い、下記のようにして各樹脂フィルムを作製した。具体的には、離型紙上に、上記各樹脂組成物を塗布した後、110℃で3分加熱乾燥して溶剤を揮散させて、約20μmの厚さの各樹脂フィルムを作製した。次に、このようにして得た各樹脂フィルムを用い、下記の方法で、ヨウ素イオン及びセシウムイオンの除去に対する効果を評価した。
[Evaluation]
(Production of resin film)
Using the liquid core resin compositions of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 described above, each resin film was prepared as follows. Specifically, after each of the above resin compositions was applied onto a release paper, the solvent was evaporated by heating and drying at 110 ° C. for 3 minutes to prepare each resin film having a thickness of about 20 μm. Next, each resin film thus obtained was used to evaluate the effect on the removal of iodine ions and cesium ions by the following method.

(評価試験用のヨウ素溶液及びセシウム溶液の作製)
評価試験用のヨウ素溶液は、イオン交換処理した純水にヨウ化カリウムを、ヨウ素イオン濃度が200mg/L(200ppm)となるよう溶解し調製した。また、評価試験用のセシウム溶液は、イオン交換処理した純水に塩化セシウムを、セシウムイオン濃度が200mg/L(200ppm)となるよう溶解し調製した。なお、ヨウ素イオン及びセシウムイオンが除去できれば、当然に、放射性ヨウ素及び放射性セシウムの除去ができる。
(Production of iodine solution and cesium solution for evaluation test)
The iodine solution for the evaluation test was prepared by dissolving potassium iodide in ion-exchanged pure water so that the iodine ion concentration was 200 mg / L (200 ppm). Moreover, the cesium solution for evaluation tests was prepared by dissolving cesium chloride in pure water subjected to ion exchange treatment so that the cesium ion concentration was 200 mg / L (200 ppm). If iodine ions and cesium ions can be removed, naturally, radioactive iodine and radioactive cesium can be removed.

<実施例1の樹脂組成物についての評価結果>
実施例1の親水性樹脂組成物を用いて作製した樹脂フィルム20gを、先に評価試験用に調製したヨウ素溶液50mlとセシウム溶液50mlの混合溶液中に浸漬し(25℃)、経過時間毎に溶液中のヨウ素イオン濃度及びセシウムイオン濃度をイオンクロマトグラフ(東ソー製;IC2001)で測定した。測定結果を表3に示したが、表3に示した通り、経過時間毎に、溶液中のヨウ素イオン濃度及びセシウムイオン濃度がともに減少することが確認された。表3中に経過時間毎の溶液中のこれらのイオンの除去率を合わせて記載した。また、得られた経時変化の結果をグラフ化して、図1及び図2に示した。
<The evaluation result about the resin composition of Example 1>
20 g of a resin film prepared using the hydrophilic resin composition of Example 1 was immersed in a mixed solution of 50 ml of iodine solution and 50 ml of cesium solution prepared for the evaluation test previously (25 ° C.), and every elapsed time. The iodine ion concentration and the cesium ion concentration in the solution were measured by an ion chromatograph (manufactured by Tosoh; IC2001). The measurement results are shown in Table 3. As shown in Table 3, it was confirmed that both the iodine ion concentration and the cesium ion concentration in the solution decreased with each elapsed time. In Table 3, the removal rates of these ions in the solution for each elapsed time are also shown. Further, the obtained results of the change over time are graphed and shown in FIG. 1 and FIG.

Figure 0005725621
Figure 0005725621

<実施例2の樹脂組成物についての評価結果>
実施例2の親水性樹脂組成物で作製した樹脂フィルム20gを用いた以外は、実施例1の親水性樹脂組成物を用いて作製した樹脂フィルムを用いたのと同様にして、経過時間毎に溶液中のヨウ素イオン濃度及びセシウムイオン濃度を測定した。得られた結果を、先に説明した実施例1の場合と同様に、表4と、図1及び図2に示した。
<The evaluation result about the resin composition of Example 2>
Except for using 20 g of the resin film prepared with the hydrophilic resin composition of Example 2, in the same manner as using the resin film prepared with the hydrophilic resin composition of Example 1, every elapsed time. The iodine ion concentration and the cesium ion concentration in the solution were measured. The obtained results are shown in Table 4 and FIGS. 1 and 2 as in the case of Example 1 described above.

Figure 0005725621
Figure 0005725621

<実施例3の樹脂組成物についての評価結果>
実施例3の親水性樹脂組成物で作製した樹脂フィルム20gを用いた以外は、実施例1の親水性樹脂組成物を用いて作製した樹脂フィルムを用いたのと同様にして、経過時間毎に溶液中のヨウ素イオン濃度及びセシウムイオン濃度を測定した。得られた結果を、先に説明した実施例1の場合と同様に、表5と、図1及び図2に示した。
<The evaluation result about the resin composition of Example 3>
Except for using 20 g of the resin film prepared with the hydrophilic resin composition of Example 3, in the same manner as using the resin film prepared with the hydrophilic resin composition of Example 1, every elapsed time. The iodine ion concentration and the cesium ion concentration in the solution were measured. The obtained results are shown in Table 5 and FIGS. 1 and 2 as in the case of Example 1 described above.

Figure 0005725621
Figure 0005725621

<比較例1の樹脂組成物についての評価結果>
比較例1の非親水性樹脂組成物で作製した樹脂フィルム20gを用いた以外は、実施例1の親水性樹脂組成物を用いて作製した樹脂フィルムを用いたのと同様にして、経過時間毎に溶液中のヨウ素イオン濃度及びセシウムイオン濃度を測定した。得られた結果を、先に説明した実施例1の場合と同様に、表6と、図3及び図4に示した。
<Evaluation result about the resin composition of Comparative Example 1>
Except for using 20 g of the resin film prepared with the non-hydrophilic resin composition of Comparative Example 1, every time elapsed as in the case of using the resin film prepared with the hydrophilic resin composition of Example 1. The iodine ion concentration and cesium ion concentration in the solution were measured. The obtained results are shown in Table 6 and FIGS. 3 and 4 as in the case of Example 1 described above.

Figure 0005725621
Figure 0005725621

<比較例2の樹脂組成物についての評価結果>
比較例2の非親水性樹脂組成物で作製した樹脂フィルム20gを用いた以外は、実施例1の親水性樹脂組成物を用いて作製した樹脂フィルムを用いたのと同様にして、経過時間毎に溶液中のヨウ素イオン濃度及びセシウムイオン濃度を測定した。得られた結果を、先に説明した実施例1の場合と同様に、表7と、図3及び図4に示した。
<Evaluation result about the resin composition of Comparative Example 2>
Except for using 20 g of the resin film prepared with the non-hydrophilic resin composition of Comparative Example 2, every time elapsed as in the case of using the resin film prepared with the hydrophilic resin composition of Example 1. The iodine ion concentration and cesium ion concentration in the solution were measured. The obtained results are shown in Table 7 and FIGS. 3 and 4 as in the case of Example 1 described above.

Figure 0005725621
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本発明の活用例としては、放射性廃液及び/又は放射性固形物中の放射性ヨウ素及び放射性セシウムを、簡単且つ低コストで、さらには電力等のエネルギー源を必要とせずに除去できるため、この新しい放射性ヨウ素・放射性セシウムの同時除去方法を実施することで、近時、問題となっている廃液中や固形物中に混在している放射性物質を、簡便に、経済的に除去することが可能になるので、その実用価値は極めて高い。さらに、本発明の技術では、特有の構造を有する親水性樹脂とゼオライトとを含んでなる親水性樹脂組成物に、除去した放射性ヨウ素及び放射性セシウムを取り込んで安定的に固定化することができ、さらに、その主成分が樹脂組成物であることから、必要に応じて放射性廃棄物の減容化も可能であるので、放射性物質の除去処理後に生じる大量の放射性廃棄物における問題も軽減でき、その利用が期待される。   As an application example of the present invention, radioactive iodine and radioactive cesium in radioactive liquid waste and / or radioactive solids can be removed easily and at low cost and without the need for an energy source such as electric power. By implementing the simultaneous removal method of iodine and radioactive cesium, it has become possible to easily and economically remove radioactive substances that have recently become a problem in waste liquids and solids. So its practical value is extremely high. Furthermore, in the technique of the present invention, the removed radioactive iodine and radioactive cesium can be taken in and stably immobilized in the hydrophilic resin composition comprising a hydrophilic resin having a specific structure and zeolite. Furthermore, since the main component is a resin composition, it is possible to reduce the volume of radioactive waste as necessary, which can also reduce problems with a large amount of radioactive waste that occurs after the removal of radioactive material. Expected to be used.

Claims (8)

放射性廃液及び/又は放射性固形物中の放射性ヨウ素・放射性セシウムをともに、親水性樹脂組成物とゼオライトとを含んでなる親水性樹脂組成物を用いて除去処理する放射性ヨウ素・放射性セシウムの除去方法であって、
上記親水性樹脂組成物が、親水性セグメントを有し、その分子中に親水性基を有しているが、水及び温水に不溶解性の樹脂であり、且つ、構造中の主鎖及び/又は側鎖に第3級アミノ基を有する、親水性ポリウレタン樹脂、親水性ポリウレア樹脂、親水性ポリウレタン−ポリウレア樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の親水性樹脂を含み、且つ、
該親水性樹脂100質量部に対して、少なくとも、ゼオライトが1〜200質量部の割合で分散されてなることを特徴とする放射性ヨウ素・放射性セシウムの除去方法。
In the radioactive iodine / radioactive cesium removal method, the radioactive iodine / radioactive cesium in the radioactive liquid waste and / or radioactive solids is removed using a hydrophilic resin composition comprising a hydrophilic resin composition and zeolite. There,
The hydrophilic resin composition has a hydrophilic segment and a hydrophilic group in the molecule, but is a resin insoluble in water and warm water, and has a main chain in the structure and / or Or at least one hydrophilic resin selected from the group consisting of a hydrophilic polyurethane resin, a hydrophilic polyurea resin, a hydrophilic polyurethane-polyurea resin having a tertiary amino group in the side chain, and
A method for removing radioactive iodine / radioactive cesium, wherein at least zeolite is dispersed at a ratio of 1 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hydrophilic resin.
前記親水性セグメントが、ポリエチレンオキサイドセグメントである請求項1に記載の放射性ヨウ素・放射性セシウムの除去方法。   The method for removing radioactive iodine / radioactive cesium according to claim 1, wherein the hydrophilic segment is a polyethylene oxide segment. 前記親水性樹脂が、少なくとも1個の第3級アミノ基を有するポリオール又は少なくとも1個の第3級アミノ基を有するポリアミンを原料の一部として形成された樹脂である請求項1又は2に記載の放射性ヨウ素・放射性セシウムの除去方法。   3. The resin according to claim 1, wherein the hydrophilic resin is a resin formed using a polyol having at least one tertiary amino group or a polyamine having at least one tertiary amino group as a part of a raw material. To remove radioactive iodine and radioactive cesium. 前記ゼオライトが、下記の一般式(1)で表せる化合物である請求項1〜3のいずれか1項に記載の放射性ヨウ素・放射性セシウムの除去方法。
Figure 0005725621
[但し、式(1)中、M2+は、Ca2+、Mn2+、Ba2+又はMg2+のいずれかであり、M+は、Na+、K+又はLi+のいずれかであり、mは1〜18のいずれかの数、nは1〜70のいずれかの数である。]
The method for removing radioactive iodine / radioactive cesium according to any one of claims 1 to 3, wherein the zeolite is a compound represented by the following general formula (1).
Figure 0005725621
[In the formula (1), M 2+ is, Ca 2+, Mn 2+, is either Ba 2+ or Mg 2+, M + is, Na +, K + or Li + either M is any number from 1 to 18, and n is any number from 1 to 70. ]
液中及び/又は固形物中の放射性ヨウ素・放射性セシウムのいずれをも固定できる機能を有する親水性樹脂組成物であって、
親水性樹脂とゼオライトとを含み、
該親水性樹脂が、少なくとも1個の第3級アミノ基を有するポリオール又は少なくとも1個の第3級アミノ基を有するポリアミンを原料の一部として形成された、親水性セグメントと、分子鎖中に第3級アミノ基を有してなる、水及び温水に不溶解性の樹脂であり、且つ、
該親水性樹脂100質量部に対して、少なくとも、ゼオライトが1〜200質量部の割合で分散されていることを特徴とする放射性ヨウ素・放射性セシウムの除去用の親水性樹脂組成物。
A hydrophilic resin composition having a function capable of fixing either radioactive iodine or radioactive cesium in liquid and / or solid matter,
Including a hydrophilic resin and zeolite,
In the molecular chain, the hydrophilic resin is formed by using a polyol having at least one tertiary amino group or a polyamine having at least one tertiary amino group as a part of a raw material, A resin having a tertiary amino group, insoluble in water and warm water, and
A hydrophilic resin composition for removing radioactive iodine and radioactive cesium, wherein at least zeolite is dispersed at a ratio of 1 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hydrophilic resin.
液中及び/又は固形物中の放射性ヨウ素・放射性セシウムのいずれをも固定できる機能を示す親水性樹脂組成物であって、
親水性樹脂とゼオライトとを含み、
該親水性樹脂が、有機ポリイソシアネートと、親水性成分である高分子量の親水性ポリオール及び/又はポリアミンと、少なくとも1個の活性水素含有基と少なくとも1個の第3級アミノ基とを同一分子内に有する化合物を反応させて得られた、親水性セグメントを有し、その分子中に親水性基を有しているが、水及び温水に不溶解性の樹脂であり、且つ、構造中の主鎖及び/又は側鎖に第3級アミノ基を有する、親水性ポリウレタン樹脂、親水性ポリウレア樹脂、親水性ポリウレタン−ポリウレア樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、且つ、
該親水性樹脂100質量部に対して、少なくとも、ゼオライトが1〜200質量部の割合で分散されていることを特徴とする放射性ヨウ素・放射性セシウムの除去用の親水性樹脂組成物。
A hydrophilic resin composition showing a function capable of fixing either radioactive iodine or radioactive cesium in a liquid and / or solid matter,
Including a hydrophilic resin and zeolite,
The hydrophilic resin is an organic polyisocyanate, a high molecular weight hydrophilic polyol and / or polyamine which is a hydrophilic component, at least one active hydrogen-containing group and at least one tertiary amino group in the same molecule. It has a hydrophilic segment obtained by reacting a compound contained therein, and has a hydrophilic group in the molecule, but is a resin insoluble in water and warm water, and in the structure And having at least one tertiary amino group in the main chain and / or side chain, a hydrophilic polyurethane resin, a hydrophilic polyurea resin, a hydrophilic polyurethane-polyurea resin, and
A hydrophilic resin composition for removing radioactive iodine and radioactive cesium, wherein at least zeolite is dispersed at a ratio of 1 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hydrophilic resin.
前記親水性セグメントが、ポリエチレンオキサイドセグメントである請求項5又は6に記載の放射性ヨウ素・放射性セシウムの除去用の親水性樹脂組成物。   The hydrophilic resin composition for removing radioactive iodine and radioactive cesium according to claim 5 or 6, wherein the hydrophilic segment is a polyethylene oxide segment. 前記ゼオライトが、下記の一般式(1)で表せる化合物である請求項5〜7のいずれか1項に記載の放射性ヨウ素・放射性セシウムの除去用の親水性樹脂組成物。
Figure 0005725621
[但し、式(1)中、M2+は、Ca2+、Mn2+、Ba2+又はMg2+のいずれかであり、M+は、Na+、K+又はLi+のいずれかであり、mは1〜18のいずれかの数、nは1〜70のいずれかの数である。]
The hydrophilic resin composition for removing radioactive iodine / radiocesium according to any one of claims 5 to 7, wherein the zeolite is a compound represented by the following general formula (1).
Figure 0005725621
[In the formula (1), M 2+ is, Ca 2+, Mn 2+, is either Ba 2+ or Mg 2+, M + is, Na +, K + or Li + either M is any number from 1 to 18, and n is any number from 1 to 70. ]
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