| 研究課題/領域番号 |
21K18917
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分31:原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
高橋 嘉夫 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10304396)
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| 研究分担者 |
佐々木 隆之 京都大学, 工学研究科, 教授 (60314291)
山口 瑛子 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 (80850990)
出井 俊太郎 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 幌延深地層研究センター, 研究職 (90870709)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| キーワード | 粘土鉱物 / 放射線核種 / 放射性廃棄物 / EXAFS / 還元 |
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| 研究成果の概要 |
本研究でスメクタイト中のFe3+をFe2+に還元して得たFe(II)含有スメクタイトにより、U(VI)がU(IV)に還元・固定されることが分かった。pH・イオン強度依存性、未風化黒雲母で還元がおきないことなどから、この還元反応はスメクタイト層間のU(VI)吸着種に対して起きると推定された。これを天然試料で確認するため、人形峠風化花崗岩中の風化した黒雲母中のUの分布と化学状態をマイクロXRF-XAFSで調べた。ここでは特にRb共存の影響を除くためTESによる分析を行い、UはRbが少ない強風化の部位に多く存在し、そこでUは還元されていることが分かった。このことは上記の室内実験の結果と整合的である。
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| 自由記述の分野 |
地球化学、環境化学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
放射性廃棄物の地層処分を念頭においた場合、スメクタイトが硫化物などの還元力がある物質が絶えず流入する環境におかれたならば、その層構造中にFe(II)が蓄積される可能性がある。こうして高いFe(II)/Fe(III)比を持つにいたったスメクタイトは、非常に強い還元作用を保持することになり、地層処分においては、Uなどを還元しより固定化する方向に作用する可能性がある。このようなスメクタイトは、放射性廃棄物の周囲を覆う緩衝材として用いられる計画であり、地下環境で長期間スメクタイトが保持されることで、上で示したようなFe(II)を保持するに至れば、様々なアクチノイドを還元することができると期待される。
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