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Interaction of rare earth elements and suspended matters contained in Horonobe deep groundwater

幌延の深部地下水に含まれる懸濁物と希土類元素の相互作用

桐島 陽*; 久野 温*; 雨宮 浩樹; 村上 裕晃; 天野 由記; 岩月 輝希; 水野 崇; 窪田 卓見*; 佐々木 隆之*; 佐藤 修彰*

Kirishima, Akira*; Kuno, Atsushi*; Amamiya, Hiroki; Murakami, Hiroaki; Amano, Yuki; Iwatsuki, Teruki; Mizuno, Takashi; Kubota, Takumi*; Sasaki, Takayuki*; Sato, Nobuaki*

深部地下水中における元素の存在形態とその移行挙動を理解することを目的として、原子力機構幌延深地層研究所の地下水に含まれる懸濁物と希土類元素との相互作用について検討を行った。嫌気状態を維持したまま採水した地下水にマイナーアクチノイド(MA)のアナログ元素として希土類元素を添加(10ppb)した。この地下水を、複数の限外ろ過膜を孔径の大きいものから順に4段階(0.2$$mu$$mから1kDa)セットした多連式ろ過システムを用いて限外ろ過した。各段階のフィルターを通過したろ液をICP-MSにて分析した。また、通水後のフィルター表面をSEM-EDXとTOF-SIMSによる元素マッピングにて分析し、フィルター上の捕集物を中性子放射化分析により定量分析した。その結果、希土類元素はリン酸塩粒子が溶解度制限固相となるとともに、リン酸塩粒子とならなかった希土類元素はフミン物質等の有機物と疑似コロイドを形成することがわかった。これらの結果は、MAのアナログとして参照可能であり、処分技術の信頼性向上に寄与する。

For understanding of the migration behavior of minor actinides (MA) in groundwater, the interaction of rare earth elements and suspended matters contained in Horonobe deep groundwater was studied. From this chemical analog study, it is suggested that the migration behavior of MA in the Horonobe groundwater system seems to be regulated by the formation of phosphate precipitation and small percentage of MA would be carried in the groundwater as pseudo colloids like MA-humic substance complex.

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