2020 Fiscal Year Annual Research Report
Variety of natural organic matters in deep underground and their impacts on radionuclide migration
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18H01912
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
斉藤 拓巳 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (90436543)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 勇輔 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 東濃地科学センター, 研究職 (30808647)
宮川 和也 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 幌延深地層研究センター, 研究副主幹 (90721225)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 天然有機物 / 深部地下環境 / 核種移行 / 蛍光 / PARAFAC |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，地下深部に存在する天然有機物（NOM）を物理的，化学的性質の点から整理・類型化し，その多様性の起源を明らかにすると共に，核種移行に及ぼす影響の幅を評価することを目的とする．環境中に普遍的に存在するNOMは，活性な官能基を多数有しており，放射性核種と結合することで，輸送キャリアとして，環境動態に大きな影響を与える．しかし，地下深部という極限環境に存在するNOMの性質は表層環境のものとは大きく異なり，核種の輸送への影響も明らかにされていない．世界的にも多様な地質環境を有する我が国で高レベル放射性廃棄物の地層処分を行うに当たり，深部地下に存在するNOMを分類し，核種輸送への影響の幅を，深度や地質構造，地下水水質などの地質パラメータから説明することができれば，処分場のサイト選定や安全評価を進める上で重要な貢献となる．
2020年度は，日本原子力研究開発機構幌延深地層研究センターの複数深度で採水地下水に対して，ユーロピウム（核分裂生成物，また，Am3+等の3価アクチノイドの模擬）を添加し，地下水に含まれる有機物の蛍光消光実験を行い，得られた結果に対して，多変量解析手法の一種であるPARAFACを適用することで，ユーロピウムとの反応性が異なる蛍光成分を分離し，その地下深部における空間的な分布や地質パラメータとの関係を明らかにした．その結果，比較的浅い深度では，陸生の植物由来のNOMが分解した成分のユーロピウムの反応性が高いが，深部では，地下環境に特有なNOM成分の寄与が大きくなることが明らかになった．また，同地下水から抽出されたNOMを対象に，ジルコニウム（4価アクチノイド元素の模擬元素）の錯生成反応を，流動場分画法によるナノメートルサイズの分画と誘導結合プラズマ質量分析による微量検出を組み合わせ，評価し，幅広い条件で適用可能な熱力学モデルのパラメータを取得した．
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| Research Progress Status |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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