XANESとシミュレーションによる風化黒雲母の吸着反応の原子スケールからの理解

• Project/Area Number: 23K17034
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 山口 瑛子 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究職 (80850990)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2024: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
• Keywords: 粘土鉱物 / 雲母鉱物 / XANES / シミュレーション

Outline of Research at the Start

地球表層に多く存在する雲母鉱物は、風化によって吸着容量の大きな粘土鉱物となり、様々な陽イオンを吸着・放出して元素の環境挙動を支配することが知られている。吸着容量の大小は粘土鉱物の原子スケールの構造に応じて変化するが、その原子スケール構造が風化によってどう変化するかはわかっていない。本研究では、X線吸収端近傍構造(XANES)と分子シミュレーションを用いて、風化黒雲母の原子スケール構造の解明を目指す。また、得られた構造変化が、風化雲母・粘土鉱物の陽イオン交換容量(CEC)や吸着分配係数(Kd)に与える影響を考察し、陽イオンの環境動態への風化による影響を原子スケールから明らかにする。