2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of quantification methods of radiocesium-bearing materials by their properties and application to contaminated soils
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19H01145
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小暮 敏博 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (50282728)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 嘉夫 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10304396)
下山 巌 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (10425572)
山口 紀子 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, グループ長補佐 (80345090)
田村 堅志 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (80370310)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 福島原発事故 / 放射性セシウム / 放射性ガラス微粒子 / 土壌鉱物 / 酸処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
福島原発事故で放出された放射セシウム（RCs)を担持する物質には、RCsを吸着・固定した土壌中の鉱物粒子と、破損した原子炉から直接飛散したRCs含有ガラス微粒子（CsMP）の２つがあることがこれまでの研究で判っているが、汚染物中のこの２つの存在比やその地域依存性などは未だ明らかでない。本研究では、これらRCs担体物質の諸特性を調べ、その違いを元に試料中放射能におけるCsMPの寄与を定量的に見積もる手法の確立を目指す。前年度までに温塩酸処理による放射能の減少率から農業資材などの全放射能へのCsMPの割合を定量的に算出できることを明らかにした。
本年度は環境中の主要な汚染物質である土壌について、そのCsMP定量法の確立を目指した。鉱物粒子に固定されたRCsのみを脱離させる温塩酸処理（100又は500 mM、90℃、24時間）の条件は土壌と塩酸の固液比に依存し、200-300 L/g程度の十分な固液比が必要と見積もられた。一方この大きな固液比では、有意な結果が得られる十分な量の土壌試料の処理が実験室では難しいという問題が生じる。そこでこれをクリアするための新たなプロトコルを考案し、その実効性について実験を進めて概ね期待通りの結果を得ることができた。
また本年度は、汚染土壌の数Bqに相当する量を15個程度に分取し、測定された放射能の標準偏差を調べることで、CsMPの存在を間接的に推定するという新しい手法を提案し、その実証実験を進めた。福島県の汚染地域で採取した数十cmの土壌コアについて、この標準偏差の深度依存性を調べると明らかに表面付近の分散が大きく、CsMPは表層に多く存在する可能性を示した。
さらにRCsを吸着・固定する可能性の高い福島県地方の表土に含まれるhydroxy-interlayer vermiculite(HIV)の解析を進め、その微細構造やCs吸着特性を調べた。
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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
汚染物質中の全放射能へのCsMPの寄与率を定量的に求める手法を確立するという本課題において、最も大量で普遍的に存在する汚染土壌試料で有意かつ信頼性の高い結果を出すには何らかの工夫が必要なことが昨年度までの問題であったが、今年度は新しいアイデアでこれをブレークスルーできる見通しを得ることができた。また少量に分取した土壌の放射能の分散を測定することで、CsMPの存在を簡易的に推定するという新しい提案をすることができた。ただ新型コロナウイルスの影響等により、溶解実験を行なう実験補助者の作業時間を十分確保することができず、計画からの多少の遅れが出てしまった。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は本課題の最終年度であり、前半ではこれまでの研究で提案された手法を福島県の各地の汚染土壌に適用し、その実証と共に汚染土壌中のCsMPの存在割合が空間的にどのように変化するかを明らかにする。後半ではその成果を学会等で発表し、国内のこの分野の研究者と議論を重ね、福島県の放射能土壌汚染の実態についての知見を社会に公表する。
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