| 研究課題/領域番号 |
21H02090
|
|---|
| 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38010:植物栄養学および土壌学関連
|
|---|
| 研究機関 | 京都府立大学 |
|---|
研究代表者 |
中尾 淳 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (80624064)
|
|---|
| 研究分担者 |
矢内 純太 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (00273491)
奥村 雅彦 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究主幹 (20386600)
小暮 敏博 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任研究員 (50282728)
和穎 朗太 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 上級研究員 (80456748)
山口 瑛子 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究職 (80850990)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
|
|---|
| キーワード | 密度汎関数法 / 固液分配係数 / X線回折法 / 放射性セシウム / 同形置換 / 吸着選択性 / フレイドエッジサイト / 元素置換 / 根圏風化 / X線回折分析 / 元素組換え雲母 / 分子シミュレーション / XAFS / TEM / XRD / STXM / EXAFS解析 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
層間イオンの種類や腐植による被覆率が異なる雲母系鉱物を実験的あるいは一部理論的に再現し，これらの組み合わせが雲母系鉱物のCs固定能およびK放出に与える影響を網羅的に解析する。さらに，実験的に調製した雲母系鉱物を対象に根圏栽培試験を行い，栽培後の植物中のCs増加量や土壌鉱物中の組成変化を調べるとともに，電子顕微鏡による鉱物中の微細構造の観察，理論計算による構造安定条件の探索等を行うことで放射性Csの植物移行リスクの背景となるメカニズムを解明する。
|
| 研究成果の概要 |
雲母が持つ放射性Csの土壌-植物間移行に及ぼす2つの機能(Cs吸着能とK放出能)を分けて評価するために，本研究ではK-Rb元素置換処理によってK放出能を失活させた雲母を作製し，Cs吸着試験や栽培試験を行うことで，雲母の放射性Cs動態制御機能の包括的な理解を目指した。
K-Rb置換処理により雲母層間でのCsの安定性が低下することが，計算科学（密度汎関数法によるイオン交換反応のエネルギー評価）と分析化学（放射性Cs吸着試験による固液分配係数の測定）の両手法により明らかになった。しかしRb型雲母に吸着したCsの方が植物に吸収されにくいことから，Cs吸着能の相対的な重要性を示すことができた。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
放射性セシウムによる農作物の汚染が起きにくい理由が土壌の鉱物組成にあることは社会的にほとんど認知されていない。学術的には雲母の層間に発生した半膨潤構造への選択的な吸着が主な原因と知られていたが，もう一つの原因であるK放出の影響と切り離すことができなかったため，現象理解に曖昧さが残っていた。本研究により，その曖昧さの大部分を取り除くことに成功した。
|
