2023 Fiscal Year Annual Research Report

古代の出土文化財が教えてくれる1000年超の腐食寿命予測モデル

Research Project

Project/Area Number	22H02000
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	渡辺豊東北大学, 工学研究科, 教授 (10260415)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	宮崎孝道東北大学, 工学研究科, 技術専門職員 (20422090) 阿部博志東北大学, 工学研究科, 准教授 (30540695) 柳田明進独立行政法人国立文化財機構奈良文化財研究所, 埋蔵文化財センター, 主任研究員 (30733795) 山本正弘東北大学, 原子炉廃止措置基盤研究センター, 学術研究員 (80373629)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords	地層処分 / オーバーパック / 腐食 / 鉄製文化財 / 間接電解インピーダンス / 錆層
Outline of Annual Research Achievements	・出土鉄製文化財からのデータおよび情報取得に関する実施項目：　昨年度に引き続き、分析対象とする平城宮跡等から出土した鉄製文化財の候補選定と当該文化財に関する背景情報の文献等からの取得・整理を継続して実施した。出土文化財の情報としては、年代、製法、製造時の標準的寸法、出土位置、出土場所の水質（pH、塩化物濃度、重炭酸濃度）などから、可能なものを取得した。加えて、錆層の構造ならびに成分についてX線等を用いた非破壊的手法による分析結果を取得した。・腐食進展機構モデリングおよび腐食速度予測式の構築に向けた実施項目：　地層処分後の炭素鋼オーバーパックの長期腐食における腐食律速過程ついての従来の考え方を踏まえながら、昨年度に引き続いて界面構造のモデル化を実施するとともに律速過程の検討に着手した。・鉄製文化財に対する間接電解インピーダンス法の適用とラボ試験による検証に関する実施項目：　間接電解インピーダンス法を鉄製文化財に適用する方法の検討を継続して実施した。間接電解インピーダンス法による腐食速度評価の基本的な性能について昨年度に引き続いてさらに精緻に検討し、オーソドックスな直接電解によるインピーダンスとの比較等を通して、その適性を定量的に確認できた。加えて、遺跡から出土した実際の鉄製文化財に対して間接電解インピーダンス法を適用するため、平城宮跡等の種々の箇所から出土した鉄製文化財を目視点検して、試料保護の観点を考慮しながら測定条件を検討す、測定準備を進めた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 間接電解インピーダンス法による電極界面抵抗の測定精度が、予想通りあるいはそれ以上に良好であることが綿密な実験によって確認できたことから、鉄製文化財への同測定法の適用準備にスムースに移行できたこと、ならびに、平城宮跡等から出土した鉄製文化財の中から、同測定に供することが可能と見られる文化財試料が見つけられたことなどにより、順調に進展している。
Strategy for Future Research Activity	文化財試料保護に充分留意しながら、鉄製文化財に対して間接電解インピーダンス法を適用して、精度の高いデータ取得を目指す。また、データ評価の準備として、鉄製文化財の錆層のX線等を用いた非破壊分析データおよび実験室的腐食試料のインピーダンスデータなどの整理、ならびに、腐食律速モデルの検討を並行して実施し、総合的評価を目指す。