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Zhang, Y.*; 丸澤 賢人*; 工藤 航平*; 諸岡 聡; Gong, W.; Harjo, S.; 宮本 吾郎*; 古原 忠*
Journal of Materials Science & Technology, 275, p.250 - 259, 2026/12
被引用回数:0This study examines how substitutional alloying elements (Mn, Cr, Al, and Si) influence low-temperature tempering reactions in high carbon martensitic steels. Through comprehensive experimental techniques including
neutron diffraction et al., the work clarifies how alloying modifies tempering kinetics by affecting carbon diffusion and phase nucleation. Al and Cr strongly suppress martensite tetragonality reduction and carbon redistribution, while retained austenite decomposes in two stages that are selectively delayed by different alloying elements. Overall, the tempering sequence and kinetics are shown to be governed by alloying-dependent control of carbon mobility and phase transformations.
弘中 浩太; 小泉 光生; 持丸 貴則*; 高橋 時音; 山西 弘城*; 若林 源一郎*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1090, p.171675_1 - 171675_7, 2026/10
被引用回数:0Directional fast neutron detection is critical for efficient neutron source surveys in nuclear security applications. In this study, we investigate detector geometries and measurement strategies that enable neutron source localization using plastic scintillation detectors without neutron moderation. Two detector configurations were developed: a rod-shaped scintillator equipped with photomultiplier tubes (PMTs) at both ends and a plate-shaped scintillator instrumented with four PMTs at its corners. Angular response measurements to incident neutrons and rectilinear scanning measurements relative to a neutron source were performed. Both detectors exhibited clear angular dependence in neutron count rates attributable to detector geometry. Rectilinear scanning measurements enabled identification of the point of closest approach to the source along the scan path and estimation of the source--detector distance. For the plate-shaped detector, analysis of relative PMT signal strengths provided additional directional information, enabling three-dimensional localization of the neutron source using a single detector. These results demonstrate that plastic scintillation detectors, when combined with appropriate geometries and scanning strategies, can achieve neutron source localization --- which is a key capability for mobile neutron source survey applications.
小菅 淳; 安東 航太*; 山本 恵輔*; 中嶋 隆*
Optics & Laser Technology, 201, p.115269_1 - 115269_6, 2026/09
被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Optics)During laser decontamination of metal surfaces an in-situ technique to probe the dynamics of fragments far from the target is highly desired to efficiently collect them. Along this line we develop an optical technique to measure the velocity of fragments produced by high-repetition-rate nanosecond laser ablation of a metal target. By performing the laser scattering measurements at the oblique angle for the fragments at about 20-120 mm height above the stainless steel target (SUS304) during laser ablation with different pulse durations (15-200 ns) at the repetition rate of 200 kHz, we find that the fragments are classified into two velocity groups. The velocity of fast fragments is in the range of 0.1-0.7 m/s, depending on the height and pulse duration, while that for the cloud-like slow fragments is always about 0.05-0.1 m/s at any height for any pulse duration. Our results elucidate the long-term dynamics of ablated fragments during laser decontamination with a high-repetition-rate laser system.
Shi, W.*; 町田 昌彦; 岡本 孝司*; Luo, X.*; Feng, W.*; Liu, X.*
Reliability Engineering & System Safety, 272, Part1, p.112538_1 - 112538_18, 2026/08
深刻な原子力事故時における緊急対応の信頼性は、放射性線源分布をリアルタイムで確実に監視できるかどうかに大きく依存する。しかし、この安全機能は、監視の死角を生じさせる物理的制約や動的な放出を追跡するには静的手法が不十分であるという問題によって大きく制約されている。本研究では、線源推定の信頼性およびロバスト性を向上させるため、時間正則化を導入したLASSO回帰に基づく動的再構成フレームワークを提案する。具体的には、スライディングウィンドウ型の時間ペナルティ機構を導入し、時間ステップ間の線源変化に対して
ノルム制約を課すことで、物理的連続性を確保する。また、放射線遮蔽や時間的に変動する強度によるバイアスを補正するため、寄与行列および測定ベクトルを正規化した。検証には、内部遮蔽を有する二室モデルを用い、PHITS(モンテカルロシミュレーション)を用いて実施した結果、遠隔測定データから動的線源を高精度に再構成できることが示された。時間正則化は、空間エイリアシングを抑制し、状況認識能力を向上させる。スライディングウィンドウ幅
(正則化なし)の場合、ホットスポット位置は大きく変動し、平均絶対誤差の変動量は約
であった。一方、
では空間的一貫性が改善され、誤差変動量は
程度まで低減した。比較解析の結果、精度と計算コストのバランスの観点から
が最適であることが示された。本研究は、困難な条件下においても線源位置および強度を高精度で追跡可能とする、動的ハザード評価のためのより信頼性の高い手法を提示するものである。提案手法は、原子力施設における緊急時管理のレジリエンスと安全性を向上させる意思決定支援ツールとしての活用が期待される。
阿部 拓海; 鈴木 大河*; 岡村 知拓*; 中瀬 正彦*
Annals of Nuclear Energy, 232, p.112224_1 - 112224_7, 2026/07
被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Nuclear Science & Technology)Reprocessed uranium is important for sustainable nuclear fuel use. It contains isotopes such as U-232, U-234, and U-236, which influence enrichment and later nuclear fuel cycle steps. To evaluate these effects, nuclear fuel cycle simulators require cascade models capable of handling multi-isotopic uranium. In this study, an ideal cascade model based on the matched abundance ratio cascade was implemented in a nuclear fuel cycle simulator NMB4, developed by the Institute of Science Tokyo and Japan Atomic Energy Agency. A three-component approximation was introduced to simplify calculations. Validation against numerical solutions and experimental data showed good agreement. Compared with the simple coefficient method, the ideal cascade model improved predictions for isotopes such as U-232 and U-236, which affect radiation, separative work, and actinide production. These results demonstrate that the new model enhances the accuracy of reprocessed uranium evaluation, aiding future fuel cycle planning.
Sun, R.; 阿部 有希子; 安藤 麻里子; 小嵐 淳
Soil Biology & Biochemistry, 218, p.110150_1 - 110150_12, 2026/07
被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Soil Science)鉱物は壌炭素貯留において重要な役割を果たしているが、鉱物と土壌有機炭素の結合が(mineral-associated organic matter; MAOM)が微生物分解に抵抗する機構は解明されていない。本研究では、非晶質アロフェンと結晶性カオリナイトに土壌有機物の代表的な分子を吸着させ、熱力学解析および表面解析によりその親和性(結合強度)を定量するとともに、好気培養を用いて微生物分解対抗性を評価した。その結果、非晶質アロフェンは比表面積が大きいことに起因して多いOM吸着能を示した一方で、結晶性カオリナイトは内圏錯体によりOMと強く結合するMAOMになったことが分かった。さらに、ラングミュア親和定数(KL)が高い条件ほどMAOMの鉱化率は低下し、この逆相関は、鉱物に吸着したOM量(Qe)との相関よりも顕著であった。これらの知見は、MAOMの炭素貯留動態が吸着容量と結合強度のバランスによって制御されることを示唆する。すなわち、結合強度が高いほどMAOMの微生物抵抗性は増強され、他方で鉱物表面吸着サイトの豊かさが微生物に得られるMAOM量を規定する。本研究は、MAOM循環を規定する化学的相互作用の重要性を強調するとともに、MAOMの長期間持続性に疑義を問い直す。
相馬 康孝; 小松 篤史; 五十嵐 誉廣
Corrosion Science, 265, p.113182_1 - 113182_13, 2026/06
被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Materials Science, Multidisciplinary)This study investigates the ion enrichment behavior inside stainless steel crevices in a very dilute solution (water containing 10~ppb Cl
), under conditions where no localized corrosion occurred. In~situ measurements of the crevice potential (
) and solution conductivity (
) were performed and analyzed using a finite element model. In crevices with sufficiently large depth-to-gap ratios (
), an initial decrease in
increased the potential difference between the crevice interior and the external surface (
), thereby promoting an increase in
due to chloride accumulation. At later stages,
increased owing to a decrease in pH and a reduction in the IR drop, causing
to peak and subsequently decrease. Larger
ratios resulted in lower
and higher
. For the largest
condition investigated (
~mm,
m),
and
reached 0.218~V and 195.3~
S
cm
, respectively, after
~s, corresponding to an estimated chloride enrichment factor exceeding
. These results indicate that a driving force for chloride enrichment can be sustained for long durations even in passive crevices.
線治療薬における
線放出核種の化学形・放射能同時分析装置開発瀬川 麻里子; 西中 一朗*; 前田 亮; 藤 暢輔
Isotope News, (805), p.7 - 10, 2026/06
線を利用したがん新療法の実用化には、半減期が数時間から数日と短い
線放出核種を無駄に損失することなく、その化学形と放射能を迅速に分析する技術が不可欠である。本研究ではこうした短寿命
線放出核種の化学形と放射能を短時間で同時に分析可能な技術の確立を目的とし、化学分析手法の一つである薄膜クロマトグラフィを試料として用いた高感度
線分析システム「NuS-Alpha」を開発した。その開発で得られた独自技術について特許を取得した後、外部機関向けの製品として提供を開始している。本稿では、NuS-Alphaのハードウェア上の特長に加え、新療法の候補核種である
Atを用いた性能検証結果について紹介する。
宮崎 加奈子*; 笛田 和希*; 門脇 正尚; 寺田 宏明; 香西 直文; 岩田 孟; 堀江 憲路*; 竹原 真美*; 山崎 信哉*; Grambow, B.*; et al.
Journal of Hazardous Materials, 511, p.142180_1 - 142180_17, 2026/06
被引用回数:0Radioactive cesium-rich microparticles (CsMPs) released from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (FDNPP) in 2011 pose a persistent environmental concern, yet their initial atmospheric dispersion has remained poorly constrained. To elucidate their release dynamics, we quantified CsMPs in 100 surface soil samples collected across Fukushima Prefecture in July 2011. CsMP abundance and radioactive fraction (RF) ranged from 0 to 52,300 particles kg
; (dry weight) and 0-61.85% of deposited
Cs, respectively. Integrating these results with WSPEEDI atmospheric simulations reveals a major formation event of CsMPs around 03:00 JST on 15th March 2011. The plume emitted at this time was heavily enriched in CsMPs, whereas plumes released after 00:00 JST on 16th March 2011 contained no detectable CsMPs, indicating that particle formation had ceased by then. The widespread distribution of CsMPs across Fukushima Prefecture is therefore attributed primarily to this single plume on 15th March 2011. Directional differences in CsMP abundance reflect temporal variations in CsMP density within the plume, with maximum estimated concentrations of 2,070 particles m
; toward the southwest and 4,700 particles m
; toward the northwest. Additionally, elevated CsMP densities coupled with relatively low RF in the northwest suggest supplementary deposition of water-soluble cesium between 17:00 and 23:00 JST on 15 March. These findings constrain the timing and mechanisms of CsMP formation and dispersion, providing essential insights for environmental reconstruction and future radiological risk assessment.
名合 牧人*; 津坂 仁和*; 青柳 和平; 菅原 健太郎*; 児玉 淳一*
Journal of MMIJ, 142, p.46 - 57, 2026/06
本研究では、立坑掘削時における安全性および支保システムの健全性を確保し、ひび割れを防止することを目的として、岩盤の崩落が支保部材に与える影響を検討した。幌延深地層研究センターの換気立坑が深度250mを超えた際に、顕著な岩盤の崩落が発生し、崩落箇所の直上に位置する覆工コンクリートにクラックが確認された。そこで、崩落による覆工コンクリート内の応力分布の変化を推定するため、立坑の三次元数値解析を実施した。解析結果から、崩落の進展に伴い、覆工コンクリート内の鉛直引張応力が増加することが示された。さらに、解析結果と現地観測結果を統合するとともに、追加的な崩落を防止するための複数の支保パターンを検討し、最適な支保パターンを選定するためのフローチャートを作成した。その結果、顕著な覆工の損傷や過度な崩落を伴うことなく、深度500mまでの立坑掘削を完了させることができた。本研究で構築したフローチャートは、今後の立坑掘削において、最適な支保パターンの選定に寄与するものと期待される。
中島 邦久; 井元 純平*; 西岡 俊一郎*; 逢坂 正彦; 三輪 周平
Journal of Nuclear Science and Technology, 63(6), p.727 - 736, 2026/06
被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Nuclear Science & Technology)ステンレス鋼に化学吸着されたセシウム(Cs)の長期的な溶解挙動を調べるため、303Kでの水浸出試験を実施した。その結果、Csは1200時間経過後も水に溶解し続け、Csはリング状粒子としてケイ素と共存していることがわかった。このことから、既存のシビアアクシデント解析コードに組み込まれているCsの化学吸着モデルで定義されている水不溶性Csでさえ、リング状のCsケイ酸塩粒子から長期間にわたってCsが水に溶出することが明らかとなった。さらに、これらの水浸出挙動については、Noyes-Whitneyの式でうまく記述できたことから化学吸着モデルにおける水不溶性Csの水溶解モデルの開発につながる可能性を示唆した。これらの知見から、福島第一原子力発電所の原子炉圧力容器内で化学吸着したCsについては、長期的な再分布が起こる可能性があることを意味しており、水相を介したCsの再分布を予測するための水溶解モデルが必要になることが分かった。
Gubarevich, A.*; 久保 遼太郎*; 有阪 真; 大杉 武史; 吉田 克己*; 竹下 健二*
Journal of Nuclear Science and Technology, 63(6), p.667 - 676, 2026/06
被引用回数:1 パーセンタイル:54.69(Nuclear Science & Technology)多核種除去設備(ALPS)で発生する炭酸塩スラリー廃棄物を固定化・固化するため、これらの廃棄物をリン酸カルシウムおよびリン酸マグネシウム相に変換する化学変換プロセスと続いてそれらを緻密化する新しい低温焼結プレス(CSP)技術の導入について検討した。炭酸カルシウム-マグネシウムスラリーの模擬物をリン酸処理してリン酸カルシウムおよびリン酸マグネシウムを合成し、CSPを用いて300-500
Cで焼結した。カルシウムとマグネシウムの比率、ストロンチウムの取り込み、および塩化ナトリウムの添加が相組成およびCSPの緻密化に及ぼす影響を調査した。バルクサンプルを作製し、X線回折、走査型電子顕微鏡、エネルギー分散型X線分光法、およびアルキメデス法を用いて特性評価を行った。これらの結果から、(1)化学変換プロセスによってウィットロカイトとニューベライトが形成され、カルシウムとマグネシウムの比率によってこれらの相の相対的な割合が決定されること、(2)ストロンチウムはウィットロカイトの結晶構造に効果的に組み込まれ、ニューベライトは脱水促進プロセスによって緻密化を促進すること、(3)塩化ナトリウムは化学変換に影響を与えず、最終的な固体生成物には含まれないことがわかった。これらの結果は、炭酸カルシウム-マグネシウムスラリーをウィットロカイト系リン酸塩セラミックスに直接変換し、その後CSPを行うことで安定した固化が可能になることを示しており、この方法がALPS炭酸塩スラリー廃棄物の管理に有望であることを示している。
Rossi, F.; Lee, J.; 吉見 優希*; 弘中 浩太; 芝 知宙; 寺田 和司*; 堀 順一*
KURNS Progress Report 2025, P. 97, 2026/06
The ISCN of the JAEA is developing a combined neutron resonance analysis (NRA) system aims to identify and quantify fissile material in an unknown sample. Neutron resonance transmission analysis (NRTA) and neutron resonance capture analysis (NRCA) are used together with the proposed neutron resonance fission neutron analysis (NRFNA). Using a pulsed neutron beam with the neutron time-of-flight (TOF) technique, prompt capture gamma rays and fast fission neutrons from fissile nuclides are measured at the sample location with plastic scintillators able to perform n/g pulse shape discrimination (PSD). In this paper, we report a demonstration experiment for highly enriched uranium samples performed at KURNS-LINAC. This work is supported by MEXT under the subsidy for the "promotion for strengthening nuclear security and the like".
中瀬 正彦*; 中沢 亮太*; 三島 理愛
Next Chemical Engineering (Internet), 2, p.100051_1 - 100051_14, 2026/06
The separation of Platinum Group Metals (PGMs) is critical across various fields, including industrial metal recovery and nuclear waste management. This study rigorously examines the separation mechanisms of PGMs using Aluminum Hexacyanoferrate (AlHCF) by employing some analytical techniques. The mechanism involves not only simple adsorption but also the dissolution of AlHCF, leading to PGM ion precipitation and elution of components, as well as adsorption onto the AlHCF surface. We conducted X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), X-ray absorption fine structure (XAFS), and pair distribution function (PDF) to thoroughly investigate the structural and chemical changes in AlHCF and FeHCF before and after PGM adsorption. Our findings reveal that Pd
ions replace Fe
in AlHCF, preserving the ferrocyanide framework and the adsorption of Ru and Rh. In contrast, Ru and Rh adsorption results in broadened XRD pattern without initial AlHCF structure, suggesting the formation of amorphous precipitates through complexation with dissolved ions. By detailing these mechanisms, this study highlights the efficacy of AlHCF as a PGM separation agent and offers valuable insights for the improvement of useful metal recovery processes.
古田 琢哉; 橋本 慎太郎; 小川 達彦; 谷村 嘉彦
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1086, p.171320_1 - 171320_8, 2026/06
被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Instruments & Instrumentation)物質に対する中性子照射から荷電粒子が放出される反応において、放出粒子と特定の励起状態にある残留核を同時に扱う核データライブラリを組み込むための新機能を、モンテカルロシミュレーションコードである 粒子・重イオン輸送計算コードPHITSに実装した。本機能により、残留核の生成および脱励起ガンマ線の放出を考慮しつつ、各事象における全エネルギーおよび運動量保存を満たした上で、核データライブラリに基づく放出粒子のエネルギースペクトルおよび角度分布の高精度な予測が可能となる。この機能を用いることで、検出器応答や材料中の放射線損傷の高精度シミュレーションが実施できる。
福田 航大; 小原 徹*
Nuclear Technology, 212(6), p.1567 - 1578, 2026/06
被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Nuclear Science & Technology)Offshore floating nuclear power plants (OFNPs) are gaining attention as safe and location-flexible means for nuclear energy utilization. Although platform motion in the marine environment may affect reactor kinetics, particularly in boiling water reactors (BWRs), BWR-type OFNPs are expected to have high economic efficiency. This study investigated the reactor power behavior of a BWR-type OFNP using three-dimensional transient neutronics-thermal hydraulics coupled analysis. Heave and pitch motions were considered under realistic wave conditions using a typical BWR model. The results show that the reactor power and its distribution can vary because of the wave-induced platform motion; however, the amplitude of these variations is sufficiently small to ensure normal operation, even under the extreme wave conditions of a one-in-10,000-year storm. Although the results of the present study demonstrate the ability of BWR-type OFNPs to provide a safe and stable energy supply, they also suggest the need for further research. Further studies are needed to address the complex wave conditions and assess the effects of the platform motion on ancillary systems, such as recirculation systems.
Cd
廣瀬 雄介; 本多 史憲*; 土塔 寛*; 河村 直己*; Kvashnina, K. O.*; Amidani, L.*; Uhl
ov
, K.*; Koloren
, J.*; Havela, L.*
Physical Review B, 113(24), p.L241103_1 - L241103_6, 2026/06
The regime of valence fluctuations, known from anomalous rare-earth systems with slow fluctuations between two different fn states, has not yet been identified by microscopic techniques at any Uranium compound. The reason may be in the predominant band character of U intermetallic compounds. Here we present U-L3 and M4 X-ray absorption spectra taken on UPd
Cd
, which is a heavy-Fermion antiferromagnet. Although it has only one type of U site, the spectra obtained in the High Energy Resolution Fluorescence Detection mode display two edges, each associated with different valence states, 5f2 and 5f3. This is strongly suggestive of slow f2 - f3 fluctuations on the timescale longer than the characteristic time of the spectroscopy technique. Unlike 4f systems in which such fluctuations lead to a destruction of magnetism due to involvement of one non-magnetic state, the f2 and f3 states in U are both possibly magnetic, allowing for the magnetic ordering in the fluctuating state. Such a new situation can bring more light into emergent phenomena observable in U systems at the verge of 5f localization.
爲田 惟斗; 佐野 恭平; 高野 祐吾*; 山本 昌彦; 中崎 和寿; 秋山 和樹
JAEA-Technology 2026-004, 27 Pages, 2026/05
東海再処理施設の高放射性固体廃棄物貯蔵庫(HASWS)では、再処理工程から発生した高放射性固体廃棄物を貯蔵しており、HASWSを構成する設備のうち、湿式セル(ハル貯蔵庫)では使用済燃料をせん断・溶解して残った燃料被覆管(ハル)・燃料端未部(エンドピース)等を収納したハル缶、使用済みのフィルタ類・汚染機器類を貯蔵している。HASWSに貯蔵している廃棄物の取出しに向け、英国の廃止措置において使用実績がある水中ROVと、海洋分野において海底に沈んだ物品の浮上げや運搬に用いられる水中リフタを活用することを検討しており、2022年度及び2023年度にモックアップ試験を実施し、水中ROVと水中リフタによる廃棄物の取出し方法の成立性を確認した。本報告では、より安全かつ確実な廃棄物の取出しに向けて、水中ROV付属ケーブル、廃棄物把持用グラブ、水中ROV取扱い用回収吊具、水中リフタ、水中ROV操作用カメラそれぞれについて改善を施し、操作性向上に係るデータを取得した。水中ROV付属ケーブルについては、ケーブル後方に浮きを装着し、水中ROVにかかるケーブルの重量負荷を軽減することで前傾操作がし易くなり、水中ROVの姿勢安定性が向上した。廃棄物把持用グラブについては、水中リフタ(グラブ式)に用いるグラブの爪先端に治具を取り付け、ハル缶の直径に対する爪先端の接触位置の深さを約60%に増強することで、ハル缶の把持安定性が向上した。水中ROV取扱い用回収吊具については、水中リフタ(吊具式)の回収吊具リングの大きさを従前の
8cmから
15cmに変更することで、リングの把持に要する時間の短縮が図られ、回収吊具へのアクセス性が向上した。水中リフタについては、内部構造を変更した水中リフタ(チューブ内蔵型、気室分割型)を用いることで、微細な空気量の調整や、浮き部が折れ曲がることによる空気の流路の閉塞が改善され、水中リフタの給排気の安定性が向上した。水中ROV操作用カメラについては、セル内の低照度環境下において、廃棄物取出し作業を俯瞰する水中ROV操作用カメラ近傍にライトを追加で設置することにより、セル内の照度が確保されケーブル類の視認性の向上が図られた。
藤原 佑輔; 中嶋 國弘; 卜部 光平; 永塚 健太郎; 浅野 和仁; 清水 厚志; 野口 弘喜; 佐藤 博之; 大橋 弘史; 角田 淳弥; et al.
JAEA-Technology 2026-001, 43 Pages, 2026/05
2050年カーボンニュートラルの実現に向けて、製鉄、化学工業等の脱炭素化が困難な分野における二酸化炭素排出削減には、水素エネルギーの利活用が不可欠とされる。高温ガス炉は優れた安全性を有し、二酸化炭素を排出することなく高温熱を供給可能であることから、安定的に大量の水素を製造することが期待され、「GX実現に向けた基本方針」(2023年2月10日閣議決定)の参考資料に2030年代の運転開始を目標とする高温ガス炉実証炉開発工程が示されるとともに、経済産業省の革新炉ワーキンググループは実証炉建設に向けた技術ロードマップを定めた。一方、英国政府は、温室効果ガス排出ネット・ゼロ達成に向け、2022年9月から2030年代初期運転開始とする高温ガス炉実証炉プログラムを開始した。このような背景を踏まえ、高温ガス炉技術の早期の社会実装を目指し、日本原子力研究開発機構(JAEA)は英国国立原子力研究所(UKNNL)と連携して、英国において我が国の高温ガス炉技術の実証を進め、我が国の高温ガス炉実証炉開発への還元を目指す。本資料は、英国高温ガス炉実証炉(UKJ-HTR)の設計検討に資することを目的として、英国における高温ガス炉生産物の市場調査、建設サイト候補であるHartlepoolの環境、社会条件及び産業基盤の調査結果をまとめた。
小林 大志*; Moniruzzaman, M.*; 元川 竜平; 佐々木 隆之*
Applied Geochemistry, 202, p.106780_1 - 106780_11, 2026/05
被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Geochemistry & Geophysics)The geochemical environment for lanthanide (Ln) oxides and hydroxides involves aquatic system processes where Lns are mobilized or immobilized by dissolution and precipitation. In the current study, solubility experiments were performed using lanthanum (La), europium (Eu), and thulium (Tm) oxides as starting materials in the undersaturation method and La, Eu, and Tm nitrate solutions as starting materials in the oversaturation method. After aging at 25 or 90
C for given periods, the crystal structure, particle size, and solid-phase surface-charge states were investigated to interpret the La, Eu, and Tm solubilities. In aqueous systems, La is stable as La(OH)
(cr), which dominates the bulk structure, surface-charge state, and solubility. In the oversaturation method at 25
C, the presence of fine primary La(OH)
(cr,np) particles with higher solubility was observed, suggesting the possible particle-size effect. However, in the undersaturation method at 90
C, the surface-charge state was found to be more negative than that of other solid phases, resulting in lower solubility. The Eu
O
and Eu(OH)
stabilities are competitive in aqueous systems. The bulk solid phase was Eu(OH)
(cr) in the oversaturation method at 25 and 90
C, and in the undersaturation method at 90
C, whereas the surface-charge state appeared to be controlled by Eu
O
when aged at 90
C. The stability of Tm
O
increased further, so that Tm
O
(cr) dominated the bulk, surface-charge state, and solubility, aged at both 25 and 90
C in the undersaturation method. In contrast, Tm(OH)
(am) was formed using the oversaturation method and dominated the bulk, surface-charge state, and solubility at both temperatures. These findings are expected to provide important clues for understanding the evolution of lighter-to-heavier Ln oxides and hydroxides in aqueous systems, which is important for radioactive waste disposal.