2015 Fiscal Year Annual Research Report
土壌中トリチウム移行モデルの構築と汚染拡大防止策の効果実証
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25709087
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
片山 一成 九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (90380708)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | トリチウム / 土壌 / 汚染 / 同位体交換 / 粘土鉱物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
核融合炉の実現にむけて社会の理解を得るためには、その恩恵や安全対策だけでなく最悪の異常事象によって、公衆・環境がどれほどの影響を受けるのか、科学的根拠に基づいて誠実に説明していく必要がある。本研究では、未だ確立されていない土壌中でのトリチウム移行モデルの構築を目的とする。
H25年度は、九州大学箱崎キャンパス内6か所の土壌を採取し、土性分析とトリチウム水透水実験を実施し、吸着・吸収・同位体交換反応により土壌粒子にトリチウムが捕捉されることを定量的に明らかにした。H26年度は土壌粒子に捕捉されたトリチウムの放出挙動に注目した実験を実施した。土壌粒子は、吸着水・層間水・構造水といった水を保持しており、トリチウム放出とこれらの水の放出とを関連付けて考察するため、水分計を購入して水蒸気放出挙動も調べた。
H27年度は、土壌粒子のみならず、代表的粘土鉱物や吸着材をトリチウム水へ浸漬し、トリチウム捕捉現象について調査した。土壌粒子を浸漬させたトリチウム水中のトリチウム濃度は、時間とともに減少した。これは、土壌粒子中の軽水素と水中のトリチウムとの同位体交換反応によると考えられる。トリチウムの捕捉速度は、土壌試料によって大きく異なり、１９日以内に平衡に達するものから６２日後も捕捉が続くものまであることがわかった。捕捉速度の違いは、含まれる粘土鉱物の構造に起因すると考えられる。粘土鉱物と吸着材については、トリチウム水の顕著な濃度減少は見られなかった。その後、トリチウム水に浸漬したカオリナイトについて、一部を高温加熱したところ、トリチウムが放出された。粘土鉱物へも土壌粒子と同様にトリチウムが捕捉され、その回収には高温加熱が必要であることがわかった。H25年度実施したトリチウム水透水実験に対する数値解析コードを作成した。
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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
当初計画通り、土壌粒子のみならず、粘土鉱物や吸着材へのトリチウム捕捉に関する実験を実施し、トリチウム水透水実験に対する数値解析コードを作成するなど、順調に進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
土壌粒子に捕捉されたトリチウムの一部は、1000℃加熱でも放出されないことから、土壌粒子を溶解してトリチウムの残留を確認する計画である。また、土壌と吸着材との混合充填層に対するトリチウム水透水実験を行い、トリチウム浸透に対する抑制効果を検証する。
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| Causes of Carryover |
石英管や熱電対などの消耗品が、当初予定よりも長く使用できたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度、実験回数を増やして研究進展を図る。
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