| 研究課題/領域番号 |
23K21088
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| 補助金の研究課題番号 |
21H01865 (2021-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2021-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
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| 研究機関 | 熊本大学 (2023-2024)
山形大学 (2021-2022) |
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研究代表者 |
湯口 貴史 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (00516859)
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| 研究分担者 |
笹尾 英嗣 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, バックエンド領域, 上級研究主席 (10421687)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
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| キーワード | 地層処分 / 岩石・鉱物・鉱床学 / マトリクス拡散 / 花崗岩 / 長石 / マトリクス拡散・吸着 / 吸着 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
結晶質岩に対する岩体内の物質移動特性の把握は，地層処分の安全評価において重要な課題に位置付けられる。物質移動現象の1つであるマトリクス拡散に関して，岩石試料を対象とした研究は報告されているものの，岩石を構成する鉱物種ごとの知見は得られておらず，鉱物に着目した研究は，マトリクス拡散現象のさらなる解明に発展をもたらす。本研究では鉱物中の微小孔がマトリクス拡散に寄与する物質移動経路であるという作業仮説のもと，微小孔の産状，成因論と物質移動特性を解明する。本研究は記載岩石学的手法と室内実験的手法の両面から実施し，岩石学的特性と物質移動特性を結び付けたマトリクス拡散に関する物質移動モデルを構築する。
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| 研究成果の概要 |
本研究は，岩石学的特性と物質移動特性を結び付けたマトリクス拡散に関する物質移動モデルの構築を実施し，岩石・鉱物内での物質移動の遅延をもたらす要因とメカニズムに関する以下の知見を獲得した：1)鉱物中の微小孔が「Storage pores」として，マトリックス拡散と収着による遅延に寄与すること。2)鉱物粒界の空隙はマトリックス拡散による「Transport pores」として機能し，遅延効果が低いこと。得られた知見は国際誌に公表した。
また方法論の構築に際して，結晶質岩中の鉱物の内部構造に関する複数の知見を得ることができ，それらは11篇の論文として公表した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
結晶質岩(花崗岩)に対する高レベル放射性廃棄物の地層処分の実施可能性が様々な国で検討されている。その安全評価において岩体内の物質移動特性の把握は，重要な課題に位置付けられる。物質移動現象の1つであるマトリクス拡散に関して，岩石試料を対象とした研究は報告されているものの，岩石を構成する鉱物に着目した研究は乏しい。本研究で得られた知見は，物質移動現象の正確な評価をもたらし，結晶質岩に対する高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全性評価において，新たな観点と手法を提示するものとなる。
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