粘土鉱物により放射性核種は還元されるか？ -放射性廃棄物地層処分と関連して-

粘土矿物可以减少放射性核素吗？

• 批准号: 21K18917
• 负责人: 高橋 嘉夫
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18917/
• 关键词: 粘土鉱物; 放射性核種; 放射性廃棄物; 還元反応

使用済原子力発電用燃料などの高レベル放射性廃棄物は、地下深く埋設する地層処分が想定されており、最後の砦となる花崗岩によるUの固定化が生命圏への放射性核種の流出を防ぐために重要である。Uを還元して析出させるホスト相の1つに黒雲母が報告されているが、未風化と風化した黒雲母のいずれがUをより還元できるかについては明確にされてない。本研究では、風化黒雲母によるUの還元反応による固定や人形峠旧ウラン鉱床から採取した黒雲母中のUの分布状態の把握と還元固定化メカニズムの解明を行った。人工風化黒雲母にUを吸着させてXANESスペクトルを取得し、線形結合フィッティングにより解析したところ、約30 %がU(IV)として観測されたため、還元がほぼ無視できる未風化の黒雲母に比べて風化処理した黒雲母でUがより還元されることが明らかになった。pH6とpH4ではpH4の方が還元種が多いことは、風化により膨潤した雲母層間でU(VI)の還元反応が顕著に進行することを示唆している。さらに薄片化した人工風化黒雲母のmicro-XRF-XANESによる分析でU(IV)の割合は43 %～89 %となったことも、この推論を指示する。また、人形峠コア試料より採取した黒雲母をTES-micro-XRF-XANESにより分析した結果から、約30 %のU(IV)の存在が確認され、風化した黒雲母がUを還元して保持していることを明らかにした。これらの分析から、U(VI)の還元は、風化の進行に伴い膨潤した風化雲母層間で生じると考えられ、このことは2:1型粘土鉱物によるU(VI)の還元でも層間での還元が主とする研究とも整合的である。これらの成果は、砂岩型U鉱床における黒雲母へのUの濃集機構の理解や、放射性廃棄物地層処分における緩衝材として利用されるモンモリロナイトへのUの還元による固定の検討において重要な貢献をする。

It is important to prevent radionuclide efflux from the biosphere by means of immobilization of the high-level radioactive waste used in atomic power generation and deep underground burial. The first phase of mica is reported to be unweathered and unweathered. In this study, the distribution of U in mica and weathering mica was studied. The results showed that the distribution of U in mica and weathering mica was stable. Artificial Weathering Black Mica U-sorption XANES U-sorption pH6 to pH4, pH4 to pH 4, pH 6 to pH 4, pH 7 to pH 6 to pH 4, pH 7 to pH 8 to pH 7 to pH 7 to pH 8 to pH 7 to pH 8 to pH 9 to pH 9 to pH 8 to pH 9 to pH 9 to pH 8 to pH 9 to pH Micro-XRF-XANES analysis of thin sections of artificially weathered mica indicates that U(IV) is 43 - 89%. About 30% of U(IV) was confirmed to exist in the sample taken from black mica by TES-micro-XRF-XANES analysis. The analysis of U(VI) and U(VI) is accompanied by the expansion of weathering mica interlayer and the study of U(VI) and U(VI) interlayer. These achievements are important contributions to the understanding of U concentration mechanisms in sandstone-type U beds and the utilization of buffer materials for the disposal of radioactive wastes.

项目成果

Antarctic micrometeorite composed of CP and CS IDP‐like material: A micro‐breccia originated from a partially ice‐melted comet‐like small body

由 CP 和 CS IDP 类物质组成的南极微陨石：源自部分冰融化的彗星状小天体的微角砾岩

• DOI: 10.1111/maps.13919
• 发表时间: 2022
• 期刊: Meteoritics & Planetary Science
• 影响因子: 2.2
• 作者: Noguchi Takaaki;Matsumoto Rikako;Yabuta Hikaru;Kobayashi Hanae;Miyake Akira;Naraoka Hiroshi;Okazaki Ryuji;Imae Naoya;Yamaguchi Akira;Kilcoyne A. L. David;Takeichi Yasuo;Takahashi Yoshio
• 通讯作者: Takahashi Yoshio

鉄サポナイトの合成と酸化・還元の可逆性

皂石铁的合成及氧化还原的可逆性

• 发表时间: 2021
• 作者: 佐久間 博;森田 康暉;福士 圭介;高橋 嘉夫;野田 夏実;関根 康人;田村 堅志
• 通讯作者: 田村 堅志

Local structure of rare earth elements in marine ferromanganese oxides by extended X-ray absorption fine structure analysis

通过扩展 X 射线吸收精细结构分析研究海相锰铁氧化物中稀土元素的局域结构

• 发表时间: 2021
• 作者: Natsumi Noda;Yasuhito Sekine;Yoshio Takahashi;Hiroshi Sakuma;Takahiro Kawai;Mayuko Nakagawa;Norio Kitadai;Kristin Johnson-Finn;Shawn E McGlynn;高橋嘉夫;長澤 真・高橋嘉夫
• 通讯作者: 長澤 真・高橋嘉夫

Thermal stabilization of extraframework Cs+ in zeolite 13X

• DOI: 10.1016/j.jnucmat.2022.154078
• 发表时间: 2022-10-17
• 期刊: JOURNAL OF NUCLEAR MATERIALS
• 影响因子: 3.1
• 作者: Park, Minji;Kim, Sookyoung;Jeong, Hoon Young
• 通讯作者: Jeong, Hoon Young

Speciation and isotopic analysis of zinc in size-fractionated aerosol samples related to its source and chemical processes

• DOI: 10.1016/j.atmosenv.2022.119504
• 发表时间: 2022-11
• 期刊: Atmospheric Environment
• 影响因子: 5
• 作者: Sachika Natori;M. Fujiwara;Minako Kurisu;M. Tanimizu;T. Iizuka;Y. Takahashi