| 研究課題/領域番号 |
16K18348
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
原子力学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
小林 大志 京都大学, 工学研究科, 准教授 (80630269)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 放射性廃棄物処分 / 4価金属イオン / 溶解度 / 構造解析 / 化学熱力学 / 粒子サイズ効果 / ジルコニウム / 水酸化物 / 酸化物 / 階層構造 / X線小角散乱 / ゼータ電位 / 水酸化物固相 / SAXS / XAFS / トリウム / 結晶子サイズ / アクチノイド / 粒子サイズ / 固液界面 |
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| 研究成果の概要 |
放射性廃棄物処分環境において、4価金属イオンとして振る舞う放射性核種の移行挙動を支配するアモルファス水酸化物は、数量体の多核加水分解種、3 nm程度の1次粒子および100 nm以上の凝集体からなる階層構造を有することを、X線吸収分光やX線小角散乱、X線回折を組み合わせたマルチスケールの構造解析によって明らかにした。また、アモルファス水酸化物や結晶酸化物の溶解度を詳細に調べることにより、固相の溶解反応の熱力学的な検討を行い、階層構造の中の1次粒子の大きさが見かけの溶解度に大きく寄与することを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の4価金属イオンの水酸化物や酸化物に関する溶解度研究では、バルク結晶構造の同定が中心であったが、本研究では異なる分析手法を組み合わせることで幅広い空間スケールにおける固相の構造を調べた。溶解度制限固相としての1次粒子の存在を新たに提案するなど研究成果の学術的な意義は大きい。また、4価金属イオンとして振る舞う放射性核種の溶解挙動は、既存の放射性廃棄物のみならず、福島事故によって発生した燃料デブリの安定性評価においても重要であり、燃料デブリの処理処分という社会的な課題解決に向けた貢献も少なくないと考えられる。
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