2000 Fiscal Year Annual Research Report
地層中におけるアクチニドコロイド形成・移行メカニズム-実験と第一原理による解明-
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12308024
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
長崎 晋也 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教授 (20240723)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 秀一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (90262047)
米岡 俊明 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (40013221)
田中 知 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10114547)
津島 悟 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (80312990)
等々力 賢 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (10270886)
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| Keywords | ネプツニウム / マグネタイト / ヘマタイト / 酸化還元 / 分子軌道法 |
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| Research Abstract |
地下水コロイドとして、マグネタイト微粒子ならびにヘマタイト微粒子を取り上げるとともに、アクチニドとして長期的な放射線的毒性を支配するネプツニウム(Np)を取り上げ、Np(V)の各コロイド微粒子への結合について検討を行った。とくに本年度は、雰囲気制御系における実験手法の確立、各コロイド微粒子とNpの相互作用の解明、第一原理計算として分子軌道法を取り上げて、それを適用するための系の設定を中心に研究を行った。
本研究では、低酸素(Arガス)雰囲気下と大気開放系において、Npの吸着実験および脱離実験を行った。マグネタイト微粒子とヘマタイト微粒子への吸着、脱離挙動のAr雰囲気下と大気開放系における違いから、Np(V)のFe(II)によるNp(IV)への還元反応を伴う吸着反応が生じている可能性を明らかにした。また、液相におけるNp(V)イオンとFe(II)イオンの液中酸化還元反応実験から、Np(V)の還元反応が微粒子と液相との固液界面で起こっている可能性が大きいことも示した。
さらに、大気開放系でのマグネタイト微粒子へのNpの吸着挙動の温度依存性を、25℃、40℃、60℃で求め、さらに塩化カリウム、シュウ酸カリウムを用いた脱離実験を行った。マグネタイト微粒子表面における吸着、脱離の温度依存特性から、マグネタイト表面におけるNpに対する吸着サイトについての考察を行った。
分光実験に関しては、文献調査を行った。
文献に記載されているマグネタイトならびにヘマタイトの結晶構造から、分子軌道法で使用するための各表面クラスターの設定に関して検討を行った。
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