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放射性物質の固体表面における吸着状態と移動性の関係の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K05388
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分31010:原子力工学関連
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

日下 良二  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究副主幹 (30733125)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード放射性物質 / ウラン / 固体表面 / 顕微分光 / 吸着 / 移動性 / 錯体 / 蛍光 / 蛍光分光 / 固体 / 表面 / 界面 / 表面・界面 / 移動 / 顕微分光法 / 化学状態 / 分光法
研究開始時の研究の概要

汚染水に含まれる多種多様な高濃度の放射性物質が環境中へ拡散するリスクを分析評価し、有効的かつ信頼性の高い拡散リスクの低減法を開発することを目指す。これを達成するために本研究では、先進的な種々の分光法を駆使することで、放射性物質の固体表面における吸着状態と移動性の関係、すなわち、コンクリートや土壌等の固体表面に、どの様な化学状態で吸着する時に移動しやすく、どの様な化学状態で吸着した時に移動しにくいのか、を明らかにする。

研究成果の概要

水などに溶けた放射性物質が固体の表面と接触すると吸着や脱離などの反応を繰り返しながら移動し得る。従って、環境中などにおける放射性物質の移動のし易さやし難さ(移動性)を議論するためには、放射性物質が固体表面で吸着した状態の分子構造や安定性、時間変化などの理解が重要になると考えられる。本研究では、顕微蛍光分光法という微小固体表面領域が分析可能な方法を用いて、放射性物質の代表としてウラン(ウラニルイオン)を対象とした実験研究を行い、固体表面における吸着性や移動性に関して一定の成果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

放射性物質が固体と接触・相互作用して安定的に同じ場所に存在し続けるかどうかは極めて重要な問題である。移動のし易さは放射性物質の種類や放射性物質が置かれた環境や状況によって大きく変わることは明らかであるため、様々な放射性物質と固体に関する実験・試験を行うことは重要である。本研究では主にウランを対象にした研究を行い、ウランがその他の元素と共存する場合、その他の元素を移動し易くさせる可能性があることを示した。今後も引き続き様々な実験条件で移動性に対する元素の共存効果を研究する意義があることを見出した。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 2020 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Development of Heavy Element Chemistry at Interfaces: Observing Actinide Complexes at the Oil/Water Interface in Solvent Extraction by Nonlinear Vibrational Spectroscopy2022

    • 著者名/発表者名
      Kusaka Ryoji、Watanabe Masayuki
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 13 号: 30 ページ: 7065-7071

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.2c01550

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Application of photoluminescence microspectroscopy: a study on transfer of uranyl and europium ions on dry silica gel plate2020

    • 著者名/発表者名
      Kusaka Ryoji、Watanabe Masayuki
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology

      巻: 57 号: 9 ページ: 1046-1050

    • DOI

      10.1080/00223131.2020.1755734

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 放射性元素の環境移動性に関する基礎研究2020

    • 著者名/発表者名
      日下良二、渡邉雅之
    • 学会等名
      日本原子力研究開発機構令和2 年度福島研究開発部門成果報告会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] JOPSS

    • URL

      https://jopss.jaea.go.jp/search/servlet/search?5068813

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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