長半減期アクチノイド系列元素の環境中における挙動についての研究

长半衰期锕系元素在环境中的行为研究

基本信息

批准号：
21K03678
负责人：
向井広樹
金额：
$ 2.58万
依托单位：
The University of Tokyo (2022)University of Tsukuba (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、AmのアナログとしてEuを用いて黒雲母、ハイドロバイオタイト、カオリナイト、モンモリロナイトといった各種の粘土鉱物について、吸着・脱離実験を行うとともにEPMAやSTEM-EDS、IPオートラジオグラフィを用いて観察・分析を直接的に行った。吸着実験では、pHの上昇とともにEu吸着率が増加する傾向が各粘土において見られた。また低pH（3～5程度）においてはハイドロバイオタイトが特に他の粘土鉱物よりも高い吸着率を示していた。一方脱離実験では、カオリナイトからはEuが比較的よく脱離したが、黒雲母およびハイドロバイオタイトにおいて強くEuが固定されていることが示唆された。さらにEPMAによってEuを吸着させた黒雲母およびハイドロバイオタイトの試料について、元素マッピングを測定した。その結果、黒雲母およびハイドロバイオタイトでは粒子の端の方にEuがよく濃集しており、ハイドロバイオタイトではさらに粒子の層間にもEuが侵入していることが明らかになった。またSTEM-EDSの分析による結果、カオリナイトでは粒子内部にEuが入ることはなく表面付近に濃集しており、モンモリロナイトに関しては、Euはほとんど均質に層間に入っていることが示唆された。以上の結果から、環境中において、黒雲母やハイドロバイオタイトに収着されたAm-241, 243といったアクチノイド系列放射性核種は安定に固定されることが考えられる。またこれまでに得られた成果によって、日本地球惑星科学連合2022年大会や日本放射化学会第66回討論会(2022)といった学会において研究発表を行っている。

本研究以Eu作为Am的类似物对黑云母、水黑云母、高岭石、蒙脱石等多种粘土矿物进行了吸附和解吸实验，同时还利用EPMA、STEM-EDS和IP放射自显影进行了观察和分析。直接地。在吸附实验中，观察到每种粘土的 Eu 吸附率随着 pH 值的增加而增加的趋势。此外，在低 pH 值（约 3 至 5）下，水黑云母表现出比其他粘土矿物更高的吸附率。另一方面，在解吸实验中，Eu从高岭石中解吸得相对较好，但表明Eu被牢固地固定在黑云母和水黑云母中。此外，还测量了通过 EPMA 吸附 Eu 的黑云母和水黑云母样品的元素分布。结果表明，在黑云母和水黑云母中，Eu高度集中在颗粒的边缘，并且在水黑云母中，Eu也渗透到颗粒层之间。此外，STEM-EDS分析表明，在高岭石中，Eu不会进入颗粒内部，而是集中在表面附近，而在蒙脱石中，表明Eu几乎均匀地插在层间。根据以上结果，认为吸附于黑云母和水黑云母的Am-241、Am-243等锕系放射性核素被稳定地固定在环境中。此外，基于迄今为止获得的成果，还在日本地球科学联盟2022年年会和日本放射化学学会第66次研讨会（2022年）等学术会议上发表了研究报告。