Formation and geological sequestration of uranium nanoparticles in deep granitic aquifer

深部花崗岩地下水中におけるナノサイズのウラン粒子形成

鈴木 庸平*; 向井 浩樹*; 石村 豊穂*; 横山 高富*; 坂田 修平*; 平田 孝文*; 岩月 輝希  ; 水野 崇   

Suzuki, Yohei*; Mukai, Hiroki*; Ishimura, Toyoho*; Yokoyama, Takatomi*; Sakata, Shuhei*; Hirata, Takafumi*; Iwatsuki, Teruki; Mizuno, Takashi

微生物による6価ウランの4価ウランへの還元固定法は、汚染水の安価な浄化方法として知られている。その反応は一般的に5ナノメーター以下のウラン粒子で起こる。本研究では、花崗岩中の割れ目を充填する炭酸塩鉱物において、4価のウランからなるコフィナイト粒子の観察を行った。その結果、普遍的な現象として微生物による炭酸塩鉱物の形成時に、炭酸塩鉱物と4価ウランナノ粒子の共沈が起こっている可能性が考えられた。このような現象は、放射性廃棄物の地層処分に関連して汚染水中の放射性核種やウランの長期隔離に寄与すると考えられる。

The stimulation of bacterial activities that convert hexavalent uranium to tetravalent uranium appears to be feasible for cost-effective remediation of contaminated aquifers. However, U(VI) reduction typically results in the precipitation of U(IV) particles less than 5 nanometers in diameter. Here we show that U(IV) nanoparticles of coffinite formed in fracture-filling calcium carbonate in a granitic aquifer. As the microbiologically induced precipitation of calcium carbonate in aquifer systems worldwide is extremely common, we anticipate simultaneous stimulation of microbial activities for precipitation reactions of calcium carbonate and U(IV) nanoparticles, which leads to long-term sequestration of uranium and other radionuclides in contaminated aquifers and deep geological repositories.