2022 Fiscal Year Annual Research Report
ミクロな物質科学に基づく山岳湖底環境中の放射性セシウム担持体の全容解明
| Project/Area Number |
20K15215
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
菊池 亮佑 北海道大学, 工学研究院, 助教 (50832854)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | セシウム / 粘土鉱物 / 山岳湖 / 堆積物 / 放射能 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
福島での原子力発電所事故後の地表での放射性核種の移行挙動を理解するためには、放射性セシウム（Cs）の存在形態の多様性や周辺地質を反映した地域依存性についての検証が必要となる。本研究は、山岳湖という周辺母岩が明確な系に焦点を当て、湖底堆積物中の放射性微粒子の特性について、ナノ・マイクロ分析技術を駆使して明らかにする。さらに、堆積物とその中に含まれる放射性微粒子の両方を定量的に評価することで、放射性Csの担持体の地域依存性の解明を目指した。
R４年度は、R3年度に引き続き（１）土壌試料中の粘土鉱物の鉱物学的評価、および（２）放射性微粒子の単離・解析を行った。さらに、（３）粘土鉱物の起源推定を今後行うために、ケイ酸塩鉱物中の酸素同位体比の測定方法の模索を行った。
（１）未風化の輝石安山岩も含め、群馬県赤城山周辺で採取された土壌試料の分析を行った。少量のスメクタイト・イライトが観察されるが、母岩中の雲母鉱物に由来ではなく、土壌中で自生した、あるいは風成塵起源と考えられる。また、AlやSiに富む非晶質物質の寄与が大きいことも特徴だった。
（２）天然の土壌試料から直径数～20μm程度の大きさの放射性微粒子を単離するために、オートラジオグラフィとマイクロマニピュレータによる単離とFIB-SEM, TEMを用いた微細構造観察から、イライトなどの結晶性粘土鉱物に加えて、アロフェン・イモゴライト様の非晶質物質が担持体となっていると考えられる。
（３）また、本研究で単離してきた土壌中の粘土鉱物の起源推定には酸素同位体比の測定が有効と考えられるが、ケイ酸塩鉱物に対する酸素同位体比の測定方法は液体や有機物の測定とは異なり、効率的なCOガス化の方法を確立する必要がある。そこで、フッ化物と混合した上で熱分解型元素分析―質量分析計を用いて、粘土鉱物の酸素同位体比の測定方法の検証を行った。
|
