機械学習分子動力学による珪酸カルシウム水和物細孔中の水・イオンの輸送現象の解明

• 研究課題/領域番号: 24K08574
• 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36010:無機物質および無機材料化学関連
• 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: 小林 恵太 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 (00468860)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2027年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2026年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2025年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2024年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 機械学習 / 分子動力学 / セメント水和物 / アモルファス / 固液界面

研究開始時の研究の概要

セメント水和物の主成分である珪酸カルシウム水和物（C-S-H）は、セシウムイオンを含む各種イオンを吸着する特性を持つ。このイオン脱着現象は、コンクリートの長期耐久性に大きな影響を与えるだけでなく、放射性核種の安全な隔離・管理における人工バリア材料としてのセメントの利用にも関連し、極めて重要である。本研究では、C-S-Hに対する第一原理計算結果を学習した機械学習力場を開発し、C-S-Hの高精度シミュレーションを行う。開発された機械学習分子動力学計算により、C-S-Hの細孔内での水とイオンの輸送メカニズムの詳細な解明を目指す。