放射性セシウムの存在形態の解明～FDNPP近郊から採取された微粒子の場合～

• 研究課題/領域番号: 17K00545
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 放射線・化学物質影響科学
• 研究機関: 福島大学
• 研究代表者: 高瀬 つぎ子 福島大学, 共生システム理工学類, 特任准教授 (10466641)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 放射性セシウム / 構造解析 / 計算化学 / 量子化学シミュレーション / 粘土鉱物 / 吸着状態 / 鉱物の局所構造

研究成果の概要

本研究では，集束イオンビーム加工機と走査型透過電子顕微鏡（EDXつき）から成る局所構造解析システムを用いて，福島原発周辺の地表から採取された放射性Csを含む微粒子の微視的構造解析を行い,放射性Csを含む風化黒雲母粒子がbiotite-likeとVermiculite-likeな構造が混在したheterogeneousな構造をとることを明らかにした．
また，粒子の構造的な特徴をモデル化し，計算化学に基づくシミュレーションなどを行うことによって，風化黒雲母粒子中のK-ion siteに放射性Csが吸着することにより，粒子中でのCsの安定化が起こることが示唆された．

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では，福島第一原子力発電所近郊で採取した放射性Csを含む土壌粒子の微視的な構造解析を行い，構造解析データに基づく量子化学シミュレーションと融合することにより，土壌粒子の「biotite-likeとVermiculite-likeな構造が混在したheterogeneousな構造」が放射性Csの吸着に大きな影響を及ぼすことを明らかにし，福島原発事故によって大気中に放出された放射性Csの吸着過程に関する新たな知見を得ることができた．

研究成果

• [雑誌論文] Solvent mediated complete trans-to-cis isomerization of [Ru(polypyridine)(CO)2Cl2] complexes (2019)
  • 著者名/発表者名: Oyama Dai、Kainuma Shuya、Akatsuka Komi、Abe Ryosuke、Takase Tsugiko
  • 雑誌名: Journal of Organometallic Chemistry 巻: 900 ページ: 120883-120883
  • DOI: 10.1016/j.jorganchem.2019.120883
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Coordination Chemistry of Ru(II) Complexes of an Asymmetric Bipyridine Analogue: Synergistic Effects of Supporting Ligand and Coordination Geometry on Reactivities (2019)
  • 著者名/発表者名: Akatsuka Komi、Abe Ryosuke、Takase Tsugiko、Oyama Dai
  • 雑誌名: Molecules 巻: 25 号: 1 ページ: 27-27
  • DOI: 10.3390/molecules25010027
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Synthesis of 2,6-di(1,8-naphthyridin-2-yl)pyridines functionalized at the 4-position: Building blocks for suitable metal complex-based dyes (2019)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Nakamura, Tsugiko Takase, and Dai Oyama
  • 雑誌名: SYNTHETIC COMMUNICATIONS 巻: 49 ページ: 1396-1405
  • 査読あり
• [雑誌論文] fac-Bromido/chlorido(0.50/0.50)[3-carbamoyl-1-(1,10-phenanthrolin-2-ylmethyl)pyridinium-k2N,N']tricarbonylmanganese(I) 0.46-bromide 0.51-chloride methanol monosolvate (2019)
  • 著者名/発表者名: Kosei Wadayama, Tsugiko Takase, Dai Oyama
  • 雑誌名: IUCrData 巻: 4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Crystal structure of a dinuclear ruthenium(II) complex with a bent CO2 bridge (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsugiko Takase, Ryosuke Abe, Dai Oyama,
  • 雑誌名: Acta Crystallographica, 巻: E74 ページ: 1097-1097
  • 査読あり
• [雑誌論文] Natural attenuation of Fukushima-derived radiocesium in soils due to its vertical and lateral migration (2018)
  • 著者名/発表者名: Konoplev A.、Golosov V.、Wakiyama Y.、Takase T.、Yoschenko V.、Yoshihara T.、Parenyuk O.、Cresswell A.、Ivanov M.、Carradine M.、Nanba K.、Onda Y.
  • 雑誌名: Journal of Environmental Radioactivity 巻: 186 ページ: 23-33
  • DOI: 10.1016/j.jenvrad.2017.06.019
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 2-(Pyridin-2-yl)-1,8-naphthyridine (2017)
  • 著者名/発表者名: Abe Ryosuke、Takase Tsugiko、Oyama Dai
  • 雑誌名: IUCrData 巻: 2 号: 8
  • DOI: 10.1107/s2414314617012214
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] (OC-6-35-A)-Aquadicarbonylchlorido[2-(2-pyridyl)-1,8-naphthyridine-κ;2N1,N2]ruthenium(II) hexafluoridophosphate 2,2′-Bipyridine (2017)
  • 著者名/発表者名: Takase Tsugiko、Abe Ryosuke、Oyama Dai
  • 雑誌名: Molbank 巻: 2017 号: 3 ページ: M950-M950
  • DOI: 10.3390/m950
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 2-(Pyridin-2-yl)pyridinium trifluoromethanesulfonate (2017)
  • 著者名/発表者名: Abe Ryosuke、Takase Tsugiko、Oyama Dai
  • 雑誌名: IUCrData 巻: 2 号: 5
  • DOI: 10.1107/s2414314617006897
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] cis,trans-Dicarbonyldichlorido(1,10-phenanthroline-5,6-dione-κ2N,N′)ruthenium(II) (2017)
  • 著者名/発表者名: Takase Tsugiko、Takahashi Kasumi、Oyama Dai
  • 雑誌名: IUCrData 巻: 2 号: 2
  • DOI: 10.1107/s2414314617002887
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ruthenium complexes bearing a tridentate polypyridyl ligand with non-coordinating donor atoms: Construction of a specific coordination environment involving noncovalent interactions (2017)
  • 著者名/発表者名: Oyama Dai、Yamanaka Takashi、Abe Ryosuke、Takase Tsugiko
  • 雑誌名: Journal of Organometallic Chemistry 巻: 830 ページ: 167-174
  • DOI: 10.1016/j.jorganchem.2016.12.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic properties of magnetic glass-like carbon prepared from furan resin alloyed with magnetic fluid (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa Nakamura, Kyoko Okuyama, Tsugiko Takase
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 巻: 425 ページ: 43-47
  • DOI: 10.1016/j.jmmm.2016.10.114
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Coordination chemistry of mononuclear ruthenium complexes bearing versatile 1,8-naphthyridine units: Utilization of specific reaction sites constructed by the secondary coordination sphere (2017)
  • 著者名/発表者名: Oyama Dai、Abe Ryosuke、Takase Tsugiko
  • 雑誌名: Coordination Chemistry Reviews 巻: - ページ: 424-433
  • DOI: 10.1016/j.ccr.2017.11.024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Behavior of 137Cs in ponds in the vicinity of the Fukushima Dai-ichi nuclear power plant (2017)
  • 著者名/発表者名: Wakiyama, Y., Konoplev, A., Wada, T., Takase, T., Byrnes, I., Carradine, M., Nanba, K.
  • 雑誌名: Journal of Environmental Radioactivity 巻: 178-179 ページ: 267-376
  • DOI: 10.1016/j.jenvrad.2017.07.017
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 電子状態の最適化を志向した配位モード制御ルテニウム光増感剤：色素分子からチタニアへの電子注入効率の評価 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中村 駿介 高瀬 つぎ子 大山 大 和久井 大輝 加藤 隆二
  • 学会等名: 日本化学会 第100春季年会
• [学会発表] アゾピリジルルテニウム錯体の電子状態と磁気的性質 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高瀬 つぎ子・貝沼 修弥・大山 大
  • 学会等名: 令和元年度化学系学協会東北大会
• [学会発表] Black Dyeの電荷移動遷移に対するカウンターイオンの影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高瀬つぎ子 中村駿介 大山大
  • 学会等名: 光化学討論会
• [学会発表] Mn(I)カルボニル錯体の光によるCO脱離：ポリピリジル基を含む錯体の場合 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高瀬つぎ子 阿部良介祐 大山大
  • 学会等名: 光化学討論会