| 研究課題/領域番号 |
18H01312
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
関本 俊 京都大学, 複合原子力科学研究所, 助教 (10420407)
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| 研究分担者 |
白井 直樹 首都大学東京, 理学研究科, 助教 (00599805)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | ハロゲン / 中性子放射化分析 |
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| 研究実績の概要 |
ハロゲンは元素間で揮発性が大きく異なるため、各種物質におけるその存在度から、その成因や変成の履歴を議論する上で有効な元素である。しかし同元素は定量が困難なことから、地球化学的に興味深い未知試料はおろか、標準物質においてさえ、信頼できるデータがほとんど無く、それゆえ同元素を用いた地球化学に関する研究は制限されてきた。本研究では、研究代表者らが開発・改良した手法を用いて、様々な標準物質にハロゲンの正確な定量値を与え、ハロゲンを用いた地球化学の学術基盤を確立する。得られたデータを体系化し、地球上の物質におけるハロゲンの分布を知る。また同元素を用いた地球化学研究の例として、ヨウ素濃度の濃縮が知られるシェール岩石に注目し、ハロゲンを定量する。その結果からヨウ素の濃縮機構の解明を試み、地球化学分野のさらなる深化やエネルギー・資源問題に貢献する。具体的には、以下の問いに答えるべく、研究を進める。地球上の物質（岩石、地殻、堆積物）にハロゲンはどのように分布しているのか?
そこで平成３０年度は、カナダの研究所が発行している５種類の標準物質（TILL-1, TILL-2, TILL-3、いずれも土壌試料、WGB-1(gabbro)及び、TDB-1(diabase)）について、RNAA（Radiochemical Neutron Activation Analysis, 放射化学的中性子放射化分析法）を行い、ハロゲンを定量した。今後、上記試料を含む各国の同様の標準試料を繰り返し分析することにより、ハロゲンを用いた地球化学の学術基盤を確立することを目指す。信頼性の高いデータを持った標準物質は、分析精度を高めるもの、あらゆる議論の基礎となるものとして、その値が多くの地球化学者に利用され、世界的に大きな貢献をすることが期待される。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
研究代表者らが開発・改良した放射化学的中性子放射化分析法(RNAA)を用いて、シェール岩石のハロゲンの分析に着手する予定である。その結果を基に、ヨウ素の濃縮をシェール岩石中の化学的特徴として確立する。本研究で行う固体試料中の微量ハロゲンの定量分析は他の分析手段では非常に難しく、かつ、データの信頼性の点でRNAAに勝る方法はない。また、同様の試料に対し、ヒ素、セレンを中心にハロゲン以外の元素分析を行う。ヒ素、セレンは米国地質調査所の地球化学データベースにおいてシェール岩石中での濃縮の可能性が示唆されている。これらの元素の分析は、機器中性子放射化分析法(INAA)により行われる。INAAを用いると、上記元素を含む33元素を定量することが可能である。ここで確認される、ヨウ素以外の元素の濃縮も、シェール岩石の化学的特徴として確立する。
上記を進めることにより、シェール岩石中でその濃縮が確立された元素及びその定量値と、従来シェール岩石に施されてきた調査により得られている物理データ（岩石の空隙率、透水係数、フラクチャリングの際に用いる流体に対する割れやすさ等）との間に、明確な相関を見出し、生産効率が高いスイートスポットを探索する新原理の構築を目指す。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究代表者らが開発・改良した放射化学的中性子放射化分析法(RNAA)を用いて、シェール岩石のハロゲンの分析に着手する予定である。その結果を基に、ヨウ素の濃縮をシェール岩石中の化学的特徴として確立する。本研究で行う固体試料中の微量ハロゲンの定量分析は他の分析手段では非常に難しく、かつ、データの信頼性の点でRNAAに勝る方法はない。また、同様の試料に対し、ヒ素、セレンを中心にハロゲン以外の元素分析を行う。ヒ素、セレンは米国地質調査所の地球化学データベースにおいてシェール岩石中での濃縮の可能性が示唆されている。これらの元素の分析は、機器中性子放射化分析法(INAA)により行われる。INAAを用いると、上記元素を含む33元素を定量することが可能である。ここで確認される、ヨウ素以外の元素の濃縮も、シェール岩石の化学的特徴として確立する。
上記を進めることにより、シェール岩石中でその濃縮が確立された元素及びその定量値と、従来シェール岩石に施されてきた調査により得られている物理データ（岩石の空隙率、透水係数、フラクチャリングの際に用いる流体に対する割れやすさ等）との間に、明確な相関を見出し、生産効率が高いスイートスポットを探索する新原理の構築を目指す。
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