放射性廃棄物固化体と天然の類似鉱物

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05452088
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 豊田 和弘 東京大学, 大学院理学系研究科, 助手 (10207649)
• 研究分担者: 小野 洋子 東京大学, 大学院理学系研究科, 助手 (60233590) ; 小澤 徹 東京大学, 大学院理学系研究科, 講師 (00011651) ; 堀内 弘之 東京大学, 大学院理学系研究科, 助教授 (80029892)
• キーワード: イメージング・プレート / 天然放射性核種 / 固化体 / オートラジオグラフィー / 高レベル放射性廃棄物 / メタミクト / 放射性鉱物 / ナチュラルアナログ

研究概要

高レベル放射性廃棄物は固化体にして地層処分することで生物圏から長期間隔離することが考えられている。しかしこの固化体も地学的年代を経れば分相反応などで放射性核種の分布が不均一になり移行しやすくなる。本研究の目的はイメージングプレート(IP)によるオートラジオグラフィー法を確立し、天然の類似物質(ナチュラルアナログ)の放射性核種の分布をIP法で把握して相転移・分相反応での放射性核種の挙動について考察することである。ザイール産のウラニナイトと日本産アラナイト試料の中性子放射化分析とIPの測定結果からトリウム1ppmが放射平衡になった時のトリウム系列放射性核種の放射能は高分解能用IP(HR-III_N)では約0.1cph(1ピクセル、100μm_2、あたりの1時間でのカウント数)に相当し、ウラン1ppmのそれは約0.1cphに相当するという結果が得られた。一方カリウム1%の濃度の放射能は大雑把に1cphに相当する。それらの試料の放射平衡についても試料のγ線測定から検討した。またフェーディング(輝尽発光量の時間による低下)は光や熱以外に弱い放射能などにも起因することが観測されている。このフェーディングの割合には測定ごとにかなりばらつきがあるため、放射能露出量と輝尽発光量の正確な相関関係を求めることは困難である。しかし同一IP面内ではそれらの間のリニアリティーが保たれているので、放射性元素の含有量と放射平衡の度合が測定されている天然の標準試料を、分析試料と同時に露光することで定量が可能である。天然放射性元素によるIPの感光は主にβ線によるもので金属版による遮蔽はむしろ制動放射による増感作用をもたらし、遮蔽による放射性核種の区別は困難であると結論された。現在ブラジル産の放射性鉱物試料や疑似固化体試料について本法を応用しており、放射性核種の分布や挙動について検討する予定でいる。

研究成果

• [文献書誌] K.Toyoda,H.Horiuchi and M.Tokonami: "Dupal anomaly of Brazilian carbonatites:Geochemical correlations with hotspots in theSouth Atlantic and implications for their mantle source." Earth and Planetary Science Letters. 126. 315-331 (1994)
• [文献書誌] K.Fukuda,I.Maki,S.Ito,and K.Toyoda: "Kinetics of the Remelting Reaction in Ca2SiO4 Solid Solutions." Journal of the Ceramic Society of Japan. (in press). (1995)
• [文献書誌] 宍戸統悦、田中雅彦、堀内弘之、豊田直樹、福田承生: "W5Si3型三元系新化合物、Nb5(GexSn1-x)2Ge;x=0.25〜0.40" 日本化学会誌. 1994,3. 26-262 (1994)
• [文献書誌] T.Shidido,H.Iwasaki,N.Toyota,M.Tanaka,H.Horiuchi,S.Nojima,S.Nakagawa and T.Fukuda: "Magnetic properties of tetragonal type CeA1O3." Journal of Alloys and Compounds. 209. L11-L13 (1994)
• [文献書誌] 中川智司、宍戸統悦、田中雅彦、野嶋茂樹、堀内弘之、福田承生: "CeA1O3の溶融合成と結晶構造" 日本化学会誌. 1994,8. 752-754 (1994)
• [文献書誌] J.Li,M.Ozawa,N.Kino,T.Yoshizawa,T.Mitsuki,H.Horiuchi,O.Tachikawa,K.Kishino and K.Kitazawa: "Photopolymerized skins of C60 crystals." Chemical Physics Letters. 227. 572-578 (1994)
• [文献書誌] T.Mitsuki,Y.Ono,H.Horiuchi,J.Li,N.Kino,K.Kishio and K.Kitazawa: "Phase transition study of C70 crystal at around 340K by single crystal X-ray diffraction" Japanese Journal of Applied Physics. 33,part 1. 6281-6285 (1994)
• [文献書誌] J.Li,T.Mitsuki,M.Ozawa,H.Horiuchi,K.Kishio,K.Kitazawa,K.Kikuchi and Y.Achiba: "Growth and morphology of C60 and C70 single" Journal of Crystal Growth. 143. 58-65 (1994)
• [文献書誌] Toetsu Shidido,Sigeki Nojima,Masahiko Tanaka,Hiroyuki Horiuchi,and Tsuguo Fukuda: "Flux growth of perovskite-type RA1O3(R=La〜Lu,except Pm)" Journal of Alloys and Compounds. (in press). (1995)
• [文献書誌] Akimasa Masuda,Kazuhiko Sugino and Kazuhiro Toyoda: "Lead isotopic compositions in fault gouges and their parent rocks:implications for ancient fault activities" Applied Geochemistry. (in press). (1995)