高濃度汚染水とレアメタル

今月、福島第一原発で高濃度汚染水の流出が確認された。海外でもこのニュースは報道されたらしく、ドクターからは流出した汚染水の影響を懸念するメールが届いた。そして将来的にはその処理に元素転換プロセスが応用されることを望んでいると記されていた。

しかし今回流出が確認された汚染水はセシウムが除去されたもので、ストロンチウム等を含む水である。ドクターの研究ではセシウムからバリウムへの転換反応は確認されているが、ストロンチウムについては実験データがない。

その点についてドクターに確認すると、ストロンチウムの転換反応については追加的な実験が必要だが、少なくとも汚染水の減容化は実現可能だという。

そこでストロンチウムのフリタージュ反応について検討してみたが、ドクターの著作には硼素と結合させてモリブデンを生成させる反応式が掲載されている。しかしこれは仮説的なものであり、具体的な実験データがあるわけではない。

最も実現可能と思われるのは、ドクターの論文の一つに提示されているバリウムからサマリウムへの反応を応用することである。ストロンチウムは２価の陽イオンで、元素周期表ではカルシウムとバリウムの間に位置しており、イオン半径も近似している。そこでＢａ＋Ｃ＝Ｓｍ＋Ｅのバリウムをストロンチウムに置き換えると、Ｓｒ＋Ｃ＝Ｒｕ＋Ｅとなり、ストロンチウムと炭素のフリタージュによってルテニウム１０２が生成することになる。

この反応についてドクターに確認すると、特殊な条件下では可能かもしれないという回答だった。しかしこの転換反応を生じるには、まず汚染水の成分組成を分析して培養基としての条件を整えなくてはならないだろう。また反応の効率化には、ストロンチウムと炭素に近いイオン半径をもつ成分を除去する等の処理も必要になる。

だが、この反応で生成するルテニウムは宝飾品にも使用されるレアメタルである。深海の岩盤を掘削するよりもはるかに低コストでそれを入手することが可能になるかもしれない。今すぐの実現は難しいかもしれないが、次なるターゲットとしてきわめて有望であるといえるだろう。