研究課題
放射性廃棄物の処理方法として，現在，地層処分システムが運用されている．地層処分システムは，地層中の放射性核種の移行速度が十分に遅く，地下水流に沿った放射性核種の拡散が無いことを前提に，放射性核種の安定物質への変換を行うものである．だが，諸外国の環境化学チームにより，この前提は 100% 満たされておらず，放射性アクチニドを含むコロイドが検出された例も存在することが明らかにされた．蓄積されたアクチニドの漏出を防止し，地球環境に配慮した，安全な放射性廃棄物処理技術を確立するには，選択的にアクチニドを捕捉分離・固定する技術，すなわちアクチニドが形成する化学結合に関する基礎研究が欠かせない．本研究は，申請者が開発を行ってきた高精度量子化学計算理論：相対論的モデル内殻ポテンシャル（MCP）の拡張・応用によりアクチニド化学の本質＝電子状態に理論化学の観点から迫る，環境エネルギー分野への寄与を目指す拡張発展的研究である．2012年度は，アクチニドの5f 軌道を内殻的に取り扱った 5f-in-core MCP の開発を進めると共に，モデル内殻ポテンシャルによる解析的二次微分報をf電子に対するg型分極基底を含めた場合まで取り扱えるよう拡張開発した。これらにより，アクチニド水和系のような大規模系についても，MCP 法に基づく高速な第一原理分子動力学計算および化学反応経路の量子化学計算が可能になった。本研究で開発した拡張MCPプログラムは量子化学計算プログラムパッケージGAMESSを通じて公開予定である。
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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J. Mol. Struct.
巻: 1035 ページ: 218–223
10.1016/j.molstruc.2012.11.027
