2023 Fiscal Year Annual Research Report
土壌から植物へのトリチウム移行による有機結合型トリチウム生成量評価とそのモデル化
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22H01207
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
片山 一成 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (90380708)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | トリチウム / 土壌 / 植物 / 有機結合型トリチウム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
土壌から植物へのトリチウム移行モデルの構築を目指し、特に有機結合型トリチウムに注目した研究を実施している。2023年度は、下記の内容で実施した。
（１）土壌トリチウム移行に関する実験：有機系土壌である泥炭土、無機系土壌であるバーミキュライトをトリチウム水に浸漬し、同位体交換容量を測定したところ、水分保持量および有機物含有量が多い泥炭土の交換容量が多いことを明らかにした。浸漬後の土壌を室温乾燥後、800℃まで加熱し、トリチウム脱離挙動を観測した。泥炭土からは、50℃付近と250℃で水分脱離が観測され、それぞれ有機成分、無機成分に捕捉されていたトリチウムの脱離と考えられる。バーミキュライトからは、100℃付近のみに水分脱離が観測され、吸着水として保持されていたトリチウムと考えられる。泥炭土、バーミキュライト、及びこれらの混合充填層へのトリチウム水透水実験を行った。泥炭土に比べて、空隙の多いバーミキュライトの透水速度が速いことが確認された。いずれの条件でも、入口トリチウム濃度よりも出口トリチウム濃度は減少しており、透水過程においてトリチウムが選択的に土壌に捕捉されることを明らかにした。
（２）土壌-植物トリチウム移行に関する実験：安全性を考慮して、まずは重水を用いた実験を行った。土壌容器の受け皿に重水を注ぎ、マイクロトマトを育成した。採取した部位に対して、真空乾燥法、同位体交換反応法、燃焼法を用いて植物内に移行した重水量を測定した。燃焼で放出された非同位体交換型有機結合型重水素は、全保持量の約1%であった。
（３）土壌-植物トリチウム移行のモデル化：トリチウム水透水実験で得られたトリチウムバランスを提案する物質収支式で解析し、透水トリチウムが泥炭土に捕捉される際の物質移動係数を定量した。
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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
本年度は、代表的な有機系土壌、無機系土壌に対するトリチウム水浸漬実験、トリチウム水透水実験を実施し、重水を用いた植物実験や重水素測定手法の開発も進めることができた。トリチウムを用いた植物実験も開始するなど、順調に研究が進展した。
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| Strategy for Future Research Activity |
トリチウム含有土壌での植物の育成など、難しい実験に挑戦し、土壌から植物へのトリチウム移行量の具体的な数値を明示することを目指す。また、これらの成果を整理・モデル化し、土壌から植物へのトリチウム移行シミュレーションの実現を目指す。
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