様々な分光法や量子化学計算を駆使した環境中での放射性核種の移行素過程に関する研究
Project/Area Number |
17F17383
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Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 外国 |
Research Field |
Nuclear engineering
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
高橋 嘉夫 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10304396)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
YANG SHITONG 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
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Project Period (FY) |
2017-11-10 – 2020-03-31
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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Budget Amount *help |
¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2017: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
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Keywords | 量子化学計算 / 放射性核種 / 金属イオン / 環境挙動 / ウラン / スメクタイト / 収着実験 / XAFS / 放射性セシウム / ヨウ素 / 地球表層 / 放射線核種 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、放射性核種の環境挙動に及ぼす様々な素過程について研究を行った。特にここでは、放射性廃棄物に含まれる元素として重要なモリブデンやウランの挙動に関する研究を行った。モリブデンについては、鉄マンガン酸化物への吸着に関する研究を行い、特に天然での海底鉄マンガン酸化物への吸着に関する研究を行い、陰イオンでも結合が安定であればマンガン酸化物に濃集することを示した。また海底鉄マンガン酸化物中の水酸化鉄とマンガン酸化物はそれぞれ微量元素のホスト相として独立に機能していることが示唆された。またウランについては、スメクタイト中のFe3+をFe2+に還元させて生成したFe(II)を含むスメクタイトにより、U(VI)がU(IV)に還元され、ウランは固相中にUO2として分配されると推定された。層構造中のFe(II)/Fe(III)比が大きいほどU(IV)/U(VI)比が大きくなる傾向がみられ、ネルンストの式で標準電位と[酸化種]/[還元種]比の対数値の和で規定される酸化還元ポテンシャルにより、この還元反応が駆動されると示唆された。またpHが高いほどU(IV)の生成割合が高いことも認められ、これはpHの増加と共にUO2の安定性が高まるためと考えられる。この反応の前後での粘土鉱物中のFe(III)とFe(II)の局所構造をEXAFSから調べた結果、いずれも6配位サイトに存在すると考えられるものの、近接酸素との距離はFe(III)からFe(II)に変化する際に、通常の化合物にみられるほど長くはならなかった。これは、構造的にFe(II)が不安定なサイトに保持されることを示し、これが粘土鉱物中のFe(II)の還元力の要因になっている可能性がある。これまでこうした粘土鉱物の層構造中のFe(II)による還元反応について、XAFS法を用いた検討は十分になされておらず、本研究はその機構解明に寄与する。
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Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(169 results)
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[Journal Article] Sorption behavior of selenide on montmorillonite2020
Author(s)
Sugiura Y., Tomura T., Ishidera T., Doi R., Francisco P.C.M., Shiwaku H., Kobayashi T., Matsumura D., Takahashi Y., Tachi Y.
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Journal Title
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry
Volume: 324
Issue: 2
Pages: 615-622
DOI
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[Journal Article] A novel organic-rich meteoritic clast from the outer solar system2019
Author(s)
Yoko Kebukawa, Motoo Ito, Michael E. Zolensky, Richard C. Greenwood, Zia Rahman, Hiroki Suga, Aiko Nakato, Queenie H. S. Chan, Marc Fries, Yasuo Takeichi, Yoshio Takahashi, Kazuhiko Mase, Kensei Kobayashi
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 9
Issue: 1
Pages: 3169-3169
DOI
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[Journal Article] Heating experiments of the Tagish Lake meteorite: Investigation of the effects of short‐term heating on chondritic organics2019
Author(s)
Queenie H. S. Chan, Aiko Nakato, Yoko Kebukawa, Michael E. Zolensky, Tomoki Nakamura, Jessica A. Maisano, Matthew W. Colbert, James E. Martinez, A. L. David Kilcoyne, Hiroki Suga, Yoshio Takahashi, Yasuo Takeichi, Kazuhiko Mase, Ian P. Wright
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Journal Title
Meteoritics & Planetary Science
Volume: 54
Issue: 1
Pages: 104-125
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Mineralogical control of the size distribution of stable Cs and radiocesium in riverbed sediments2018
Author(s)
Tanaka, K., Watanabe, N., Yamasaki, S., Sakaguchi, A., Fan, Q. and Takahashi, Y.
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Journal Title
GEOCHEMICAL JOURNAL
Volume: 52
Issue: 2
Pages: 173-185
DOI
NAID
ISSN
0016-7002, 1880-5973
Year and Date
2018-03-30
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[Journal Article] Discovery of radiocesium-bearing microparticles in river water and their influence on the solid-water distribution coefficient (<i>K</i><sub>d</sub>) of radiocesium in the Kuchibuto River in Fukushima2018
Author(s)
Miura, H. Kurihara, Y., Sakaguchi, A. Tanaka, K., Yamaguchi, N., Higaki, S. and Takahashi, Y.
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Journal Title
GEOCHEMICAL JOURNAL
Volume: 52
Issue: 2
Pages: 145-154
DOI
NAID
ISSN
0016-7002, 1880-5973
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Organic matter in extraterrestrial water-bearing salt crystals2018
Author(s)
Q. H. S. Chan, M. E. Zolensky, Y. Kebukawa, M. Fries, M. Ito, A. Steele, Z. Rahman, A. Nakato, A. L. D. Kilcoyne, H. Suga, Y. Takahashi, Y. Takeichi, and K. Mase
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Journal Title
Science Advances
Volume: 4
Issue: 1
Pages: 3521-3521
DOI
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[Presentation] Abundant ferromanganese microparticles in oxic pelagic sediments (IODP Exp. 329)2019
Author(s)
Go-Ichiro Uramoto, Yuki Morono, Naotaka Tomioka, Shigeyuki Wakaki, Ryoichi Nakada, Rota Wagai, Kentaro Uesugi, Akihisa Takeuchi, Masato Hoshino, Yoshio Suzuki, Satoshi Mitsunobu, Fumito Shiraishi, Hiroki Suga, Yasuo Takeichi, Yoshio Takahashi, Fumio Inagaki
Organizer
日本地球惑星科学連合2019年大会
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[Presentation] Organic Matter in Carbonaceous Chondrite-Like Xenolithic Clasts: Preserving Unique Records in the Solar System2018
Author(s)
Yoko KEBUKAWA, Motoo ITO, Michael ZOLENSKY, Richard GREENWOOD, Zia RAHMAN, Hiroki SUGA, Aiko NAKATO, Queenie CHAN, Marc FRIES, Yasuo TAKEICHI, Yoshio TAKAHASHI, Kazuhiko MASE, Kensei KOBAYASHI
Organizer
AOGS
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[Presentation] Overview and recent activities for shallow ice core project on a high-accumulation dome, southeast Greenland2018
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IIZUKA, Yoshinori, Sumito MATOBA, Ryoto FURUKAWA, Takuto ANDO, Takeshi SAITO, Fahmida PARVIN, Tomomi AMINO, Mai SHIBATA, Moe KADOTA, Osamu SEKI, Shin SUGIYAMA, Ryu UEMURA, Koji FUJITA, Asuka TSURUTA, Shohei HATTORI, Shuji FUJITA, Hideaki MOTOYAMA, Yoshio TAKAHASHI, et al.
Organizer
日本地球惑星科学連合2018年大会 JPGU2018
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[Presentation] Mineralogical and geochemical characteristics of manganese mineral particles in the South Pacific Gyre sediment2018
Author(s)
URAMOTO, Go-Ichiro, Yuki MORONO, Naotaka TOMIOKA, Shigeyuki WAKAKI, Ryoichi NAKADA, Rota WAGAI, Kentaro UESUGI, Akihisa TAKEUCHI, Masato HOSHINO, Yoshio SUZUKI, Satoshi MITSUNOBU, Fumito SHIRAISHI, Hiroki SUGA, Yasuo TAKEICHI, Yoshio TAKAHASHI, and Fumio INagaki
Organizer
日本地球惑星科学連合2018年大会 JPGU2018
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[Book] sEnvironmental Contamination from the Fukushima Nuclear Disaster2019
Author(s)
Teruyuki Nakajima, Toshimasa Ohara, Mitsuo Uematsu, Yuichi Onda, Mitsuru Ebihara, Atsushi Shinohara, Yasunori Hamajima, Yasuhito Igarashi, Tatsuo Aono, Michio Aoyama, Masayuki Takigawa, Kimiaki Saito, Masamichi Chino, Haruyasu Nagai, Daisuke Tsumune, Yukio Masumoto, ,Yoshio Takahashi, et al.
Total Pages
372
Publisher
Cambridge University Pres
ISBN
9781108475808
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[Book] Behaivor of Radionuclides in the Environment I2019
Author(s)
Kato, Kenji, Nazina, Tamara N., Ohnuki, Toshihiko, Masuda, Suguru, Takahashi, Yoshio, Romanchuk, Anna Yu., Utsunomiya, Satoshi, Tosaka, Hiroyuki , Utsunomiya, Satoshi (et al.)
Total Pages
225
Publisher
Springer
ISBN
9789811506789
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