| 研究課題/領域番号 |
21K14569
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分31010:原子力工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
深津 勇太 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 核燃料サイクル工学研究所 環境技術開発センター, 研究職 (80822048)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 地層処分 / 結晶質岩 / 放射性核種 / 拡散 / 黒雲母 / LA-ICP-MS / マイクロX線CT / 拡散試験 / レーザーアブレーションICP-MS / 収着性核種 / 拡散係数 / 雲母 / レーザーアブレーション誘導結合プラズマ質量分析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高レベル放射性廃棄物の地層処分で想定される岩盤の一つである結晶質岩において、セシウムなどの放射性核種は収着サイトの豊富な雲母中に濃縮される。しかし、地層環境の長期変遷により、雲母中から結晶質岩全体に拡散し、高濃度の核種漏えいが懸念される。したがって、地層処分の安全性評価のため、雲母中の収着性核種の拡散が、結晶質岩全体の拡散に与える影響を評価する必要がある。本研究では、結晶質岩中の雲母構造と核種の移動度を示す拡散係数の関係を明らかにし、その移動度が最大となる雲母の分布条件を評価する。これより、不確実性を最小限に抑えた核種移行予測が可能となり、安全評価の信頼性向上が大いに期待される。
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| 研究成果の概要 |
結晶質岩中における放射性核種の移動度を表す拡散係数の上限値を評価するため、マイクロX線CT測定およびレーザーアブレーション誘導結合プラズマ質量分析により、黒雲母の分布や構造と花崗閃緑岩等の結晶質岩中を移行するセシウムの拡散係数の関係性を調べた。その結果、一部バーミキュライト化した黒雲母を含む結晶質岩において、地下水中のカリウム濃度により、その黒雲母の層間構造が変化し、セシウムの拡散係数が最大一桁程度、変化することが明らかになった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
日本の地下に広く分布する結晶質岩における放射性核種の移行挙動を理解することは、地層処分の安全評価上、極めて重要な課題である。核種の移動度は「拡散係数」により評価されるが、多様な組成や不均質な鉱物分布を持つ結晶質岩中の拡散係数を予測することは困難であった。本研究では、結晶質岩中の黒雲母に着目し、その構造や分布がセシウムの拡散係数に及ぼす影響を評価した。本成果は、結晶質岩中の拡散係数の上限値を評価するために重要な知見であり、核種の長期移行挙動の精確な予測評価に貢献すると期待される。
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