福島の森林域における森林斜面および渓流を介した放射性セシウム流出量

新里 忠史; 佐々木 祥人; 雨宮 浩樹*

第32回社会地質学シンポジウム論文集, p.13 - 16, 2022/11

福島の森林斜面および渓流におけるセシウム137の流出観測に基づいて、河川のセシウム137流出における森林域に存在するセシウム137の寄与を検討し、土砂流出量およびセシウム137濃度の観点から、比較的寄与が低い可能性を指摘した。

EPMAによる重鉱物の迅速な定量分析を用いた後背地解析; 北海道幌延地域の事例

代永 佑輔; 佐野 直美*; 雨宮 浩樹*; 小北 康弘; 丹羽 正和; 安江 健一*

応用地質, 62(1), p.2 - 12, 2021/04

https://doi.org/10.5110/jjseg.62.2

電子プローブマイクロアナライザ(EPMA)を用いた手法(重鉱物スクリーニング)の適用可能性を検証するため、堆積岩や苦鉄質岩が後背地となる北海道天塩郡幌延地域に分布する更新統更別層を事例対象として後背地解析を実施した。分析は16元素を測定対象として行い、得られた化学組成に基づいて鉱物種を判定した。加えて、薄片観察や礫種組成分析を行い、結果を比較した。その結果、薄片観察・礫種組成分析と重鉱物スクリーニングの結果は整合であることが確認された。更別層の後背地は宗谷丘陵・天塩山地であり、少なくとも1.5Ma以降に宗谷丘陵が隆起したことが推測される。一方で、宗谷丘陵や天塩山地で見られなかった角閃石が更別層から確認され、天塩川による運搬などで本地域より離れた所から供給された可能性が考えられる。これにより、重鉱物スクリーニングを用いることで礫種組成だけでは分からない新しい情報が得られることが確認された。

地質環境の長期安定性に関する研究 年度報告書(平成29年度)

石丸 恒存; 尾方 伸久; 島田 顕臣; 浅森 浩一; 國分 陽子; 丹羽 正和; 渡邊 隆広; 雑賀 敦; 末岡 茂; 小松 哲也; et al.

JAEA-Research 2018-015, 89 Pages, 2019/03

JAEA-Research-2018-015.pdf:14.43MB

本報は、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発のうち、深地層の科学的研究の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第3期中長期目標期間(平成27年度平成33年度)における平成29年度に実施した研究開発に係る成果を取りまとめたものである。第3期中長期目標期間における研究の実施にあたっては、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針等の検討・策定に研究成果を適宜反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで進めている。本報告では、それぞれの研究分野に係る科学的・技術的背景を解説するとともに、主な研究成果及び今後の課題等について述べる。

Interaction of rare earth elements and components of the Horonobe deep groundwater

桐島 陽*; 久野 温*; 雨宮 浩樹; 窪田 卓見*; 紀室 辰伍*; 天野 由記; 宮川 和也; 岩月 輝希; 水野 崇; 佐々木 隆之*; et al.

Chemosphere, 168, p.798 - 806, 2017/02

https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2016.10.133

高レベル放射性廃棄物地層処分における性能評価上重要な核種である3価マイナーアクチニド(MA(III))は、天然の地下水中に存在する懸濁粒子や溶存イオン、コロイドなどと吸着反応や錯形成反応などの相互作用を起こし、見かけ上の溶解度が増加する可能性が知られている。このため、これらの放射性核種と地下水中に含まれる物質との相互作用を理解しておくことは、地層中でのこれらの放射性核種の移行評価を行う上で重要である。本研究では、堆積岩地域である幌延地域の深部地下水を用いて、MA(III)のナチュラルアナログである希土類元素(REEs)を添加し、フィルターでろ過することにより、REEsの天然地下水中における挙動を調べた。その結果、イオン半径の小さいREEsほど地下水中に多く溶存している傾向が明らかになった。また、比較的大部分のREEsはリン酸塩として存在している可能性が強く示唆された。この結果は、高レベル放射性廃棄物の廃棄体から遠い将来に放出されると予想されているMA(III)の移行挙動を予測する上で、リン酸陰イオンが重要な役割を果たすことを示唆している。

Microbial structure change in the groundwater samples from two boreholes at depths of -250m in Horonobe Underground Research Laboratory

伊勢 孝太郎; 南條 功; 雨宮 浩樹; 天野 由記; 岩月 輝希; 浅野 貴博*; 景山 幸二*; 佐々木 祥人; 吉川 英樹

no journal, , 

幌延深地層研究センター250m水平坑道の2本の井戸の掘削後における微生物群集と地下水の解析を行った。微生物群集解析は250m水平坑道で水平方向に掘った井戸V250-M02(以下M02)と垂直方向に掘ったV250-M03(以下M03)の2箇所において行った。M02ではおもに,、M03ではや, により構成されており、明らかに異なる菌相であった。同じ井戸において4か月後にはM02ではの割合が減少し、偏性嫌気性細菌であるなどのの割合が増加した。M03においても spp.などの硫酸還元細菌が減少し、やなどの割合が増加した。これらのことから、原位置において還元的環境へとシフトする際には微生物群集が変化し、その変化は時間的にも空間的にも依存することが示された。

地質環境長期安定性評価確証技術開発,6; 炭酸塩鉱物測定技術

渡邊 隆広; 國分 陽子; 村上 裕晃; 横山 立憲; 雨宮 浩樹; 水野 崇; 久保田 満; 岩月 輝希

no journal, , 

地質環境の長期安定性を評価するためには、過去の地質環境の変動幅を把握し、その結果に基づいて将来の変動幅を推定するといった手法の構築が必要である。このためには、過去の地下水の流動特性や化学的条件(酸化還元電位やpH)を把握することが必要である。これまでに地下水の化学組成に基づいて、地下水の滞留時間を評価する試みが行われてきたが、過去の地下水の化学的条件の変遷を連続的に把握することは困難であった。一方、地下水から沈殿した炭酸塩鉱物は、沈殿当時の年代と化学的状態を示す成分(例えば、ウラン, 鉛, 鉄や希土類元素の相対量など)を保持している可能性が高い。岩盤中の割れ目を充填する炭酸塩鉱物を古環境指標として活用するためには試料の局所領域を数十マイクロメートル以下で分析可能なレーザーアブレーション付き誘導結合プラズマ質量分析装置(LA-ICPMS)が有効である。本技術開発においては、日本原子力研究開発機構土岐地球年代学研究所に導入したLA-ICP質量分析計を用いて、炭酸塩鉱物の局所領域のU-Pb年代測定について技術基盤の構築を進めた。さらに、過去の化学的状態を復元するため、炭酸塩鉱物と地下水間の鉄の分配係数をもとにした酸化還元電位推定手法の適用性を検討した。

地質環境の長期安定性に関する研究, 後背地解析技術の開発,1; 帯磁率異方性を利用した古流向の推定

雨宮 浩樹; 丹羽 正和

no journal, , 

百万年以上に及ぶ時間スケールでは山地の発達により動水勾配などが大きく変化する可能性があるため、山地の形成過程を把握する技術の整備が重要である。山地の形成過程を把握する手法の一つとして、堆積物を用いた後背地解析技術が有効と考えられている。東濃地科学センターでは、従来の後背地解析手法に加え、山地・丘陵から供給された砕屑粒子の物理・化学特性などを指標とした解析手法を導入することにより、山地・丘陵の隆起開始時期と形成過程の推定や古地形の復元に係る精度・分解能を向上させるための後背地解析技術の開発を進めている。後背地解析技術の一つの方法として帯磁率異方性の古流向解析への適用性の検討を行っている。北海道天塩郡幌延町問寒別地域の下部更新統・更別層の露頭観察結果と帯磁率異方性測定結果から推定される古流向は調和的であり、古流向解析手法の一つとして帯磁率異方性の適用が期待できる。

EPMAによる重鉱物の迅速な定量分析を用いた後背地解析; 北海道幌延地域の事例について

代永 佑輔; 佐野 直美; 清水 麻由子; 雨宮 浩樹; 植木 忠正; 丹羽 正和

no journal, , 

後背地解析を実施する上で、限られた露頭やボーリングコアなどの試料から多量の重鉱物を取り出し、EPMAを用いた迅速な定量分析により、後背地の推定を行う手法が開発されてきた。本報告では北海道幌延地域を事例として、堆積岩や苦鉄質岩が後背地となる地域での手法の適用性を検証した。測定試料は、北海道天塩郡幌延町に分布する前期更新統の更別層とした。試料の前処理およびEPMA分析は清水ほかの文献に従い、重鉱物組成を求めた。結果は、問寒別地区東部は主に蛇紋石・クロム鉄鉱・酸化鉄から構成され、天塩山地を構成する蛇紋岩が供給源であることが推測される。一方で、問寒別地区西部及び上幌延地区は主に輝石・角閃石・イルメナイト・チタノマグネタイトから構成され、両地区の間に分布する宗谷丘陵を構成する新第三系の堆積岩が供給源であることが推測される。また、更別層の堆積年代から少なくとも1.0Ma頃には宗谷丘陵が隆起し、堆積物が供給されていたことが考えられる。これは、新里ほかの文献などで推測されている宗谷丘陵の隆起時期などと整合的である。以上のことから、本手法が堆積岩および苦鉄質岩が後背地となる地域においても適用可能であることが確認された。

福島県阿武隈山地のスギ林及びコナラ林における放射性セシウム吸収量の推定

新里 忠史; 佐々木 祥人; 伊藤 聡美; 渡辺 貴善; 雨宮 浩樹*

no journal, , 

東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所事故に由来する放射性物質のうち、Cs(以下、Cs)は半減期が約30年と長く、今後長期にわたり分布状況をモニタリングし、その影響を注視していく必要がある。森林のCs流出率は1%に満たず、森林は長期にCsを林内に留める機能を有すると考えられる。本研究では、林産物のCs濃度予測モデル構築で必要となる樹木のCs吸収量の推定結果を報告する。阿武隈山地の生活圏に隣接するコナラ林とスギ林において年間降雨量や樹木密度がほぼ同様の林分を選定し、2015年から2019年にかけて伐木により樹木試料を採取した。国際生物学事業計画における養分吸収量の算出方法に従い、植物体の生長に伴う吸収量及び植物体からの枯死及び溶脱により失われた量の総和を樹木のCs吸収量とした。樹木の生長に伴うCs吸収量は、バイオマスの増分に樹木各部のCs濃度を乗じて算出し、樹木からの枯死及び溶脱により失われたCs量は、リターフォール,樹幹流及び林内雨に伴うCs移動量の総和とした。樹木の生長に伴うCs吸収量はコナラ林とスギ林で年間あたりそれぞれ0.1及び0.06%、吸収量の総和は年間あたりそれぞれ1.37及び3.13%となった。IBPによる京都近郊の落葉広葉樹林におけるN, P, Kの吸収量(1.2-20.3%)と比較して低いCs吸収量は、本調査地における2015年以降のスギやコナラ立木のCs吸収が限定的であり、Cs濃度の大幅な上昇が生じにくいことを示す。今後、樹木のCs吸収量と他元素の移行量の差異の要因解明が課題である。

福島県阿武隈山地東部における土砂および放射性セシウムの流出量に関する研究

渥美 澪香*; 新里 忠史; 竹内 真司*; 雨宮 浩樹*

no journal, , 

2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震による東京電力福島第一原子力発電所事故で、環境中へ多量の放射性物質が放出された。福島県は約7割が森林であり、その多くが未除染のままである。既存研究では、自然状態での放射性セシウムの移行量は小さい。しかし、今後想定される浜通りを中心とした森林開発の再開により、自然状態では小さい放射性セシウムの移行量が、人が入ることで加速される可能性が考えられる。このため、人為的影響を評価することは今後の森林開発等において重要である。そこで、浜通りで典型的な森林植生である照葉樹林およびモミ-イヌブナ林を対象として、人為的影響の事前評価に係る基礎データ取得のため長期観測を実施した。本報告では、2022年から開始した森林内での林床における土砂および放射性セシウムの移行量の観測結果について述べる。