2018 Fiscal Year Research-status Report
Development of performance assessment method for barrier materials in geological disposal of radioactive waste using multifunctionalized gold nanoparticles
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18K04990
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
小崎 完 北海道大学, 工学研究院, 教授 (60234746)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 直子 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (20624711)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 高レベル放射性廃棄物 / 地層処分 / 多機能化金ナノ粒子 / 移行遅延 / 天然バリア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高レベル放射性廃棄物の地層処分において、圧縮ベントナイトや母岩は、処分場から生物圏への放射性核種の移行を遅延させるバリア機能を有することが期待されている。従って、それら材料のバリア性能を評価することが重要な研究課題の一つである。本研究では、このバリア性能を、金ナノ粒子を用いて評価する新たな手法の確立を目標として、３年の研究期間に、課題(1) 天然・人工バリア中の多機能化金ナノ粒子の移行挙動研究、課題(2) 多機能化金ナノ粒子を用いたバリア材中の化学的雰囲気の原位置測定に関する実験及び考察、を行う計画である。研究初年度の平成30年度は、比表面積の大きな金微粒子の表面を特定の配位子で覆い、任意の粒子サイズで可溶化、安定化を図った多機能化金ナノ粒子を用い、多機能化金ナノ粒子の安定性および天然バリア模擬材料であるケイ砂を充填したカラム中の移行挙動試験を実施した。選定した多機能化金ナノ粒子は金ナノ粒子をポリエチレングリコールで修飾したものである。紫外可視分光法により、これは実験室環境下では安定であることを確認するとともに、ケイ砂を充填したカラム中を透過させると、放射性トレーサであるHTOの移行挙動と比較すると、粒子サイズの大きなものほど移行が遅延すること、またカラム透過後の金ナノ粒子の粒径分布に粒子サイズが大きなものほど顕著な変化が生じていることを確認した。この現象の理解を深めるため、ナノ粒子およびカラムに充填したケイ砂試料表面の電子顕微鏡観察に着手した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、３年の研究期間に、課題(1) 天然・人工バリア中の多機能化金ナノ粒子の移行挙動研究、課題(2) 多機能化金ナノ粒子を用いたバリア材中の化学的雰囲気の原位置測定に関する実験及び考察、を行う計画である。初年度の平成30年度は、課題(1)として、多機能化金ナノ粒子の安定性研究およびバリア材料を充填したカラム中の移行挙動試験に着手した。また、課題(2)として、試料透過後の多機能化金ナノ粒子の状態変化を分光法によって分析し、金ナノ粒子の粒径分布変化に関する知見を得た。また、金ナノ粒子の電子顕微鏡観察にも着手したことから、概ね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究２年目となる平成31年度は、これまでの研究をさらに進めるとともに、平成30年度後半に着手したカラムを透過した金ナノ粒子およびカラムに充填したケイ砂試料表面の電子顕微鏡観察を精力的に行い、カラム透過時における金ナノ粒子とケイ砂表面の相互作用に関する知見を収集することで、金ナノ粒子のコロイドとしての移行挙動に関する検討を行う。
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