| Project/Area Number |
21K14569
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 31010:Nuclear engineering-related
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
Fukatsu Yuta 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 核燃料・バックエンド研究開発部門 核燃料サイクル工学研究所 環境技術開発センター, 研究職 (80822048)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 地層処分 / 結晶質岩 / 放射性核種 / 拡散 / 黒雲母 / LA-ICP-MS / マイクロX線CT / 拡散試験 / レーザーアブレーションICP-MS / 収着性核種 / 拡散係数 / 雲母 / レーザーアブレーション誘導結合プラズマ質量分析 |
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| Outline of Research at the Start |
高レベル放射性廃棄物の地層処分で想定される岩盤の一つである結晶質岩において、セシウムなどの放射性核種は収着サイトの豊富な雲母中に濃縮される。しかし、地層環境の長期変遷により、雲母中から結晶質岩全体に拡散し、高濃度の核種漏えいが懸念される。したがって、地層処分の安全性評価のため、雲母中の収着性核種の拡散が、結晶質岩全体の拡散に与える影響を評価する必要がある。本研究では、結晶質岩中の雲母構造と核種の移動度を示す拡散係数の関係を明らかにし、その移動度が最大となる雲母の分布条件を評価する。これより、不確実性を最小限に抑えた核種移行予測が可能となり、安全評価の信頼性向上が大いに期待される。
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| Outline of Final Research Achievements |
Biotite structure and the diffusion coefficients which indicate the diffusion rate of radionuclides in crystalline rocks such as granodiorite, were investigated by using micro X-ray CT and laser-ablation ICP-MS, in order to predicting the upper limit of the diffusion coefficients. It was found that the interlayer distance of partially vermiculitized biotite in rock samples depended on the potassium concentration in groundwater, causing diffusion coefficients of cesium changed up to approximately one order of magnitude.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
日本の地下に広く分布する結晶質岩における放射性核種の移行挙動を理解することは、地層処分の安全評価上、極めて重要な課題である。核種の移動度は「拡散係数」により評価されるが、多様な組成や不均質な鉱物分布を持つ結晶質岩中の拡散係数を予測することは困難であった。本研究では、結晶質岩中の黒雲母に着目し、その構造や分布がセシウムの拡散係数に及ぼす影響を評価した。本成果は、結晶質岩中の拡散係数の上限値を評価するために重要な知見であり、核種の長期移行挙動の精確な予測評価に貢献すると期待される。
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