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地下深部に存在する天然有機物の多様性と核種移行への影響解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H01912
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分31010:原子力工学関連
研究機関東京大学

研究代表者

斉藤 拓巳  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (90436543)

研究分担者 渡辺 勇輔  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 (30808647)
宮川 和也  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 幌延深地層研究センター, 研究副主幹 (90721225)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
キーワード天然有機物 / 深部地下 / 核種移行 / 蛍光 / 多変量解析 / 深部地下環境 / PARAFAC
研究成果の概要

本研究では,地質構造や深度,地下水の生成過程において異なる天然有機物(NOM)を整理,類型化し,地質環境パラメータとの相関から,その多様性の起源を調べると共に,核種移行に及ぼす結合量を評価することを目的とした.結晶質岩系,堆積岩系地下水に含まれるNOMの3次元蛍光分光測定から得られるEEMを多変量解析手法の一種であるPARAFACを用いて解析し,地下水中に含まれるNOMの起源とその分布を明らかにした.さらに,堆積岩系の地下水に対して,放射性廃棄物処分において重要となる核種の模擬としてEu3+を添加した試料のEEMを測定し,PARAFAC適用することで,異なるNOM成分との反応性を評価した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

天然有機物(NOM)は金属イオンと反応し,その移行性や反応性を変えることで,環境動態に大きな影響を及ぼすることが知られている.この点は,放射性廃棄物の処分において,NOMが廃棄体から溶出した核種の環境中での移行に影響を与えることを示唆し,NOMが処分の安全評価上重要な役割を担うことになる.表層の環境のNOMと金属イオンの反応は先行研究によって調べられ,幅広い環境条件に適用可能は熱力学モデルも提案されている.本研究の成果は,深部地下水中のNOMを分類し,その起源や核種との反応性を明らかにすることで,そのような熱力学モデルの深部地下NOMへの適用性の検証と新たなモデル開発に繋がるものである.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 2020

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 蛍光分光測定と多変量解析を用いた深部地下水天然有機物と金属イオンの相互作用評価2021

    • 著者名/発表者名
      西 柊作,斉藤拓巳
    • 学会等名
      日本原子力学会2021年春の年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Hierarchical aggregation structures of humic acid by small-angle X-ray and neutron scattering2021

    • 著者名/発表者名
      Takumi Saito, Ryuhei Motokawa, Takayuki Kumada
    • 学会等名
      Interface Against Pollution 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 蛍光分光測定と多変量解析を用いた深部地下水中の天然有機物の分類2020

    • 著者名/発表者名
      西柊作,斉藤拓巳,渡辺勇輔,宮川和也
    • 学会等名
      日本原子力学会2020年春の年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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