重鉱物の微小領域化学分析による津波堆積物と台風・高潮堆積物との判別手法の開発
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22K18874
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 25:Social systems engineering, safety engineering, disaster prevention engineering, and related fields
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
渡邊 隆広 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 核燃料・バックエンド研究開発部門 東濃地科学センター, 研究副主幹 (40436994)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鏡味 沙耶 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 核燃料・バックエンド研究開発部門 東濃地科学センター, 研究職 (10847130)
丹羽 正和 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 核燃料・バックエンド研究開発部門 東濃地科学センター, 研究主幹 (90421685)
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| Project Period (FY) |
2023-03-27 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
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| Keywords | 津波堆積物 / 高潮堆積物 / 地球化学的判別手法 / 防災・減災 / 化学分析 / 蛍光エックス線測定 / 地球化学 / 重鉱物 / 同位体分析 / 年代測定 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では重鉱物の局所領域の同位体分析やオンサイトでの迅速化学分析手法の構築等を進め、津波堆積物の新たな判別手法の構築を目指す。特に、津波堆積物等から分離したジルコンに注目し、同位体組成等に関する新たなデータを取得する。これらのデータをもとに、堆積物が海から陸へ運搬された過程を詳細に復元することで、従来法では困難であった津波堆積物と台風・高潮堆積物との判別を試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに地層中の津波堆積物の判別には、地質学や堆積学等の様々なアプローチが検討され研究が進められてきた。本研究では、津波堆積物の判別に関する手段や選択肢をさらに増加させることで、津波堆積物の検出技術、及び他のイベント堆積物と区別する手法について技術向上を目指す。津波堆積物の判別を進めるため、沿岸域から採取した柱状堆積物試料等に対して、従来法に加えて放射性炭素年代測定等による年代軸の構築手法の改善と高空間分解能で連続的な化学分析データの蓄積を進めることが重要である。令和５年度は、北陸地方の潟湖で採取されている長さ約5mの連続堆積物試料から年代測定用及び化学分析用の試料を分取した。2cm間隔で分割した個別試料から植物残渣を抽出し年代測定用試料とした。原子力機構 東濃地科学センター 土岐地球年代学研究所で計15試料の放射性炭素年代測定等を進めた。得られた年代値を用いて試料の深さ-年代モデルを作成するため、まずは年代値が報告されている他の湖沼堆積物試料等を用いて統計解析手法に基づく年代軸作成の試験・検討を行った。また、ポータブルXRFによる化学分析のため、深さ15mmのU-Channel（アングル）を用いて長さ約1mの連続試料を5本分取した。今回の分析項目に合わせ、既存の標準試料に加え東北大学所有の土壌標準試料を選定・分取し試験測定を繰り返すことで、分析条件の最適化、及び定量データ取得に必要な検量線範囲の拡大を進めた。北陸地方の潟湖に加え、既存の静岡平野の高潮堆積物や宮崎平野の堆積物試料についても、粉末エックス線回折、蛍光エックス線測定により得られた鉱物組成等に関するデータ解析を進めた。得られた成果の一部は原著論文として公表済みである（Watanabe et al., 2023）。
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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
令和５年は化学分析に必要な堆積物試料の分取と年代測定等を進めることができた。堆積物試料の年代値の解釈のため、測定対象である植物残渣の供給源を推定しておくことが重要である。植物残渣の供給源推定に重要な安定炭素同位体比等のデータについては試料前処理まで実施しており令和６年度にデータ取得予定である。また、蛍光エックス線分析装置による堆積物試料中の化学成分の定量分析に必要な標準試料を選定し、測定対象試料に適した検量線等を構築することで測定条件の検討についても順調に進めることができた。特に、濃度既知の土壌や堆積物等の標準試料や天然試料を用いて試験測定を繰り返し、取得した蛍光エックス線スペクトルを精査することで、波長分散型およびエネルギー分散型の蛍光エックス線分析による連続堆積物試料中の微量成分の測定条件を確立させた。一部の標準試料については共存成分による干渉が大きく補正にも限界が見られたことから、試料全体の化学組成を把握し測定条件に適合するか判断することで、特に微量成分の測定結果の解釈への影響を十分に評価する必要があることがわかった。また、データ取得に必要な分析時間についても検討し、蛍光エックス線分析等の測定条件を調整し試料に合わせ最適化することで作業時間の短縮に繋げることができた。令和５年度に実施した測定対象試料の確保および分析条件の構築により、効率的に化学分析や同位体比データ取得を進める体制が整った。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和５年度までに構築した連続堆積物試料中の化学成分の測定手法を適用させ定量分析データの取得を確実に進める。令和６年度は携帯型蛍光エックス線分析装置を用いて、堆積物試料に含まれる約20元素以上の連続データの取得を行う。測定手法を最適化させたことで測定点として数百点以上のデータを効率的に取得することができると期待される。本研究では、定量分析データに加えチタン等でノーマライズした組成比についても検討を進める。取得したデータについて、主成分分析やクラスター分析等も含め統計解析を実施し化学的な特徴を把握することで津波堆積物等のイベント堆積物の指標の探索を進める。化学的な特徴を把握し、調査対象となる堆積層を限定したうえで鉱物組成分析や同位体比分析の検討を進める。令和６年はこれまでに蓄積した分析データの一部をとりまとめ学会や原著論文等での公表を進めていく。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
