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論文

Optical properties of trinuclear citrate complexes containing 4f and 5f block metals

青柳 登; Palladino, G.*; 長崎 晋也*; 木村 貴海

Bulletin of the Chemical Society of Japan, 91(6), p.882 - 890, 2018/06

 パーセンタイル:100(Chemistry, Multidisciplinary)

高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に係る研究において、III価のマイナーアクチノイドは、土壌中に存在する有機物と化学的に相互作用しながら移行することが懸念される。この相互作用がどのような錯生成反応を引き起こすのかを理解するために、本研究では、土壌中に存在する典型的な錯生成剤であるクエン酸に注目し、電位差滴定、核磁気共鳴及び時間分解型レーザー誘起蛍光分光を用いた分析を行った。その結果、マイナーアクチノイド及びその化学アナログであるランタノイドは、単核錯体の他に、二核及び三核錯体を生成することが明らかになった。この結果は、これまでコロイド粒子が核種移行に影響を及ぼすことが指摘されてきたが、それだけでは十分でなく、小さいサイズの錯体も移行評価に影響することを意味している。

論文

シンポジウム「核燃料サイクル・バックエンドの科学; その研究教育の在り方」と故安俊弘教授の足跡

中山 真一; 奥村 雅彦*; 長崎 晋也*; 榎田 洋一*; 梅木 博之*; 高瀬 博康*; 川崎 大介*; 長谷川 秀一*; 古田 一雄*

原子力バックエンド研究(インターネット), 23(2), p.131 - 148, 2016/12

平成28年6月25日に東京大学にて、核燃料サイクル・バックエンドに関する研究を支えるためのシンポジウム「核燃料サイクル・バックエンドの科学 -その研究教育の在り方-」が開催された。限られた参加者による限られた時間内のシンポジウムであったが、この分野に身を置いてきた参加者による闊達な意見交換がなされ、今後の議論につながる意見を共有できた。このシンポジウムの内容を報告するとともに、本シンポジウムの企画者のひとりであり、シンポジウム直前に亡くなられたカリフォルニア大学バークレー校の安俊弘(Joonhong Ahn)教授に対する追悼の意を表し、本紙面を借りてその功績を紹介する。

論文

Sorption behavior of Np(V) on illite, shale and MX-80 in high ionic strength solutions

長崎 晋也*; 斉藤 拓巳; Yang, T.*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 308(1), p.143 - 153, 2016/04

 被引用回数:4 パーセンタイル:30.73(Chemistry, Analytical)

高塩濃度(6.0Mのイオン強度を有する模擬塩水、および、異なるNa/Ca比、イオン強度を有するNa-Ca-Cl溶液)、酸化的な雰囲気におけるイライト, 頁岩, ベントナイトへのNp(V)の吸着をバッチ法にて評価した。全ての固相に対して、吸着の分配比(Kd)はpHc、Na/Ca比の増加とともに上昇した。イライトと頁岩へのKdはイオン強度0.1$$sim$$4.6Mの範囲でイオン強度に依存せず、また、ベントナイトへのKdは1.0M以上でイオン強度に依存しなかった。

論文

Luminescence and potentiometric studies on the complexation of europium(III) by picolinate in an aqueous solution

青柳 登; 虎石 貴*; 長崎 晋也*; 田中 知*

Journal of Applied Solution Chemistry and Modeling, 1(2), p.148 - 155, 2012/12

The complexation behavior of Eu$$^{3+}$$ aquo ions by picolinic acid in aqueous solutions is investigated so as to describe the formation of poly nuclear complexes which are uncommon for trivalent lanthanides. Potentiometric titration exhibited that no poly-nuclear complexes form via hydroxide bridges even at high pH, providing a monomeric form, [Eu(Pic)$$_{4}$$$$cdot$$(H$$_{2}$$O)]$$^{-}$$, with picolinate ligand in a large excess. In addition, the lifetime analysis of Eu$$^{3+}$$ luminescence in time-resolved laser-induced fluorescence spectroscopy was performed under the condition where Eu(pic)$$^{2+}$$ appears as the secondary dominant species. The result showed the strong quenching of luminescence, suggesting the polymeric complexes, [Eu(Pic)]$$_{m}$$$$^{2m+}$$, form even at low pH due to the vicinal Eu-Eu interaction.

論文

Speciation of Eu$$^{3+}$$ bound to humic substances by time-resolved laser fluorescence spectroscopy (TRLFS) and parallel factor analysis (PARAFAC)

Lukman, S.*; 斉藤 拓巳*; 青柳 登; 木村 貴海; 長崎 晋也*

Geochimica et Cosmochimica Acta, 88, p.199 - 215, 2012/07

 被引用回数:15 パーセンタイル:40.53(Geochemistry & Geophysics)

The bioavailability and the toxicological properties of metal ions, including radionuclides, in the biosphere are greatly influenced by the speciation. This is especially critical in evaluating the feasibility of nuclear waste disposal where the understanding of radionuclide migration through geosphere from engineering barriers is one of the keys for performance assessment. Organic matters are important constituents of groundwater and have significant impact on the speciation and thus mobility of radionuclides, among which are humic substances (HSs) because of their high affinity to metal ions. In this study, europium (Eu$$^{3+}$$) is used as the chemical homologue of trivalent actinides (An$$^{3+}$$), to understand the speciation of An$$^{3+}$$ when it interacts with HSs collected from various origins. TRLFS is used for the speciation study owing to its high sensitivity and selectivity to differentiate multiple species co-existing simultaneously. The interpretation of the Eu$$^{3+}$$ species, denoted as Factor A, B and C, was tackled by Principal Component Analysis (PCA) and Partial Linear Square (PLS) Regression to deduce the nature of Eu$$^{3+}$$ species formed by taking into account the physicochemical properties of HSs that influence each species luminescence characteristics.

論文

Surface speciation of Eu$$^{3+}$$ adsorbed on kaolinite by time-resolved laser fluorescence spectroscopy (TRLFS) and parallel factor analysis (PARAFAC)

石田 圭輔*; 斉藤 拓巳*; 青柳 登; 木村 貴海; 永石 隆二; 長崎 晋也*; 田中 知*

Journal of Colloid and Interface Science, 374(1), p.258 - 266, 2012/05

 被引用回数:16 パーセンタイル:49.4(Chemistry, Physical)

Time-resolved laser fluorescence spectroscopy is an effective speciation technique for fluorescent metal ions, which can be further extended by the parallel factor analysis. The adsorption of Eu$$^{3+}$$ on kaolinite as well as gibbsite as a reference mineral was investigated by TRLFS together with batch adsorption measurements. The PAFAFAC modeling provided the fluorescence spectra, decay lifetimes and relative intensity profiles of three Eu$$^{3+}$$ surface complexes with kaolinite; an outer-sphere complex and two inner-sphere complexes. Their intensity profiles qualitatively explained the measured adsorption of Eu$$^{3+}$$. Based on the TRLFS results in varied H$$_{2}$$O/D$$_{2}$$O media, it was shown that the outer-sphere complex exhibited more rapid fluorescence decay than Eu$$^{3+}$$ aquo ion, because of the energy transfer to the surface. Factor B was an inner-sphere complex, which became dominant at relatively high pH, high salt concentration and low Eu$$^{3+}$$ concentration. Its spectrum and lifetime were similar to those of Eu$$^{3+}$$ adsorbed on gibbsite, suggesting its occurrence on the edge face of the gibbsite layer of kaolinite. From the comparison with the spectra and lifetimes of crystalline or aqueous Eu(OH)$$_{3}$$, factor C was considered as a poly-nuclear surface complex of Eu$$^{3+}$$ formed at relatively high Eu$$^{3+}$$ concentration.

論文

Burning of MOX fuels in LWRs; Fuel history effects on thermal properties of hull and end piece wastes and the repository performance

平野 史生; 佐藤 正知*; 小崎 完*; 稲垣 八穂広*; 岩崎 智彦*; 大江 俊昭*; 加藤 和之*; 北山 一美*; 長崎 晋也*; 新堀 雄一*

Journal of Nuclear Science and Technology, 49(3), p.310 - 319, 2012/03

AA2011-0278.pdf:0.56MB

 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

軽水炉から取り出したMOX使用済燃料を再処理した後に発生するハルエンドピース廃棄体について、地層処分に対する廃棄体の発熱の影響を検討した。MOX使用済燃料の発熱率と、その再処理後に生じるハルエンドピース廃棄体の発熱率は、MOX燃料を軽水炉に装荷する前の履歴に依存して変化する。ここでの履歴とは、再処理してプルトニウムを取り出す前のウラン燃料の燃焼度,冷却期間、及び再処理後に製造されたMOX燃料の貯蔵期間を指す。これらMOX使用済燃料の再処理に伴い発生するハルエンドピース廃棄体の発熱率は、使用済ウラン燃料を長期に渡り冷却した後に(例えば50年間)再処理し、MOX燃料を製造する場合等においても、燃焼度45GWd/tのウラン燃料の再処理で発生するハルエンドピース廃棄体と比較すると極めて高い。こうした廃棄体をセメント固化して地層処分する場合、セメントの温度上限値を80$$^{circ}$$Cとし、MOX燃料の燃焼度を45GWd/tとすると、1体の廃棄体パッケージに収納できるハルエンドピース廃棄体の量は、キャニスターの本数に換算すると0.7-1.6本となり、ウラン燃料の場合の4本と比較すると極めて少ないとの結果が得られた。

論文

J-ACTINET activities of training and education for actinide science research

湊 和生; 小無 健司*; 山名 元*; 山中 伸介*; 長崎 晋也*; 池田 泰久*; 佐藤 正知*; 有田 裕二*; 出光 一哉*; 小山 正史*

Proceedings of International Conference on Toward and Over the Fukushima Daiichi Accident (GLOBAL 2011) (CD-ROM), 5 Pages, 2011/12

アクチノイド科学の研究は、革新的原子力技術の持続的な発展を維持するためには欠くことのできないものである。アクチノイド元素は放射性であるので、それらを取り扱うアクチノイド科学の研究を行うには、閉じ込めや遮へい機能のある特殊な設備が必要である。これらの特殊な施設・設備を維持するには通常よりも費用が掛かるため、大学などにおいてはその数が減少してきている。研究施設の密接な協力のもとに、アクチノイド科学の研究を活性化させるとともに、この分野で活躍する人材を育成するために、J-ACTINETを2008年に設立した。若手研究者に研究のノウハウを継承し、視野を広げてもらうために、研究プログラムを実施した。また、サマースクール及び計算科学スクールを開催し、大学生,大学院生,若手研究者にアクチノイド科学に触れてもらう機会を提供した。これらのスクールでは、講義ばかりではなく、実習を必須のものとして実施した。さらに、大学院生,若手研究者を海外のサマースクールや国際会議に派遣した。

論文

放射性廃棄物の工学

中山 真一; 大越 実; 島田 太郎; 立花 光夫; 門馬 利行; 新堀 雄一*; 長崎 晋也*; Ahn, J.*

原子力教科書; 放射性廃棄物の工学, 235 Pages, 2011/01

放射性廃棄物の課題にこれから取り組もうとする学生,技術職,行政職にある人々を対象に、原子力施設の廃止措置を含む放射性廃棄物の発生,処理,処分,クリアランス、それらの安全評価など廃棄物管理活動の全体を、それらに関する科学的基礎にさかのぼって解説した。東京大学原子力専攻専門職大学院での講義を基に執筆した教科書シリーズの英語版の1冊である。

論文

Application of parallel factor analysis for time-resolved laser fluorescence spectroscopy; Implication for metal speciation study

斉藤 拓巳*; 佐尾 宏和*; 石田 圭輔*; 青柳 登; 木村 貴海; 長崎 晋也*; 田中 知*

Environmental Science & Technology, 44(13), p.5055 - 5060, 2010/07

 被引用回数:24 パーセンタイル:35.04(Engineering, Environmental)

Time-resolved laser fluorescence spectroscopy is an analytical technique capable of discriminating different chemical species of a fluorescent metal ions. Although TRLFS has been widely used to investigate the speciation of the fluorescent metal ions, extracting quantitative and structural information from multiple TRLFS data measured as a function of chemical and physical parameters is not a simple task. The purpose of this study is to apply parallel factor analysis (PARAFAC) for the interpretation of a series of TRLFS data. The complexation of Eu$$^{3+}$$ by acetate was studied as a test case for the PARAFAC decomposition. It is shown that three factors are necessary and sufficient to explain the systematic variations in the original data set. The resulting spectra, decay, and relative concentrations of the factors were all in agreement with the fluorescent properties and the complexation behaviors of Eu$$^{3+}$$-acetate complexes. Based on these results, it was concluded that PARAFAC is a promising data analysis tool for TRLFS used for the speciation studies of fluorescent metal ions.

論文

Basic actinide chemistry and physics research in close cooperation with hot laboratories; ACTILAB

湊 和生; 小無 健司*; 藤井 俊行*; 上原 章寛*; 長崎 晋也*; 大鳥 範和*; 徳永 陽; 神戸 振作

IOP Conference Series; Materials Science and Engineering, 9, p.012018_1 - 012018_7, 2010/05

 パーセンタイル:100

原子力技術の研究・技術開発活動のためには、原子力分野における基礎・基盤的な研究開発活動やそのためのインフラの整備が着実に推進されている必要がある。また、革新的原子力技術の持続的な発展を維持するため、放射性廃棄物処分を含む革新的核燃料サイクル技術の探索などに継続的に取り組むことが重要である。超ウラン元素を含むアクチノイドを広範に取り扱うことができる基礎・基盤研究のための複数のホットラボ施設の広域連携のもとに、放射性廃棄物処分を含む革新的核燃料サイクル技術に関して、核燃料,再処理,地層処分にかかわる基礎・基盤的な研究として、アクチノイドの(1)固体物性に関する研究,(2)溶液化学に関する研究、及び(3)固液界面に関する研究を実施している。最先端のナノ解析手法の一つである核磁気共鳴(NMR)測定や先端的な分光学的実験手法である放射光XAFS(X線吸収微細構造)測定を適用するなどして、アクチノイド化合物の物性・電子構造,電解質溶液中のアクチノイドイオンや錯体の化学挙動、及び処分リスク定量化のための地下環境超ウラン元素化学の基礎的知見の蓄積を図っている。

論文

Neutron powder diffraction and difference maximum entropy method analysis of protium- and deuterium-dissolved BaSn$$_{0.5}$$In$$_{0.5}$$O$$_{2.75+alpha}$$

長崎 正雅*; 塩谷 真也*; 井川 直樹; 吉野 正人*; 岩崎 航太*; 深澤 裕; 内海 渉

Journal of Solid State Chemistry, 182(10), p.2632 - 2639, 2009/10

 被引用回数:5 パーセンタイル:74.84(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

プロトン伝導体中の水素の結晶位置の詳細を明らかにするため、中性子回折データを用いた差最大エントロピー法(差MEM)を提案した。この方法は結晶中に取り込まれた水素と重水素の構造因子の差を利用した手法である。本法のシミュレーションでは水素原子の分布のみではなく、水素原子付近の空間分解能を改善させることを明らかにした。また、本法を水素と重水素を溶解させたBaSn$$_{0.5}$$In$$_{0.5}$$O$$_{2.75+alpha}$$の9Kで測定した回折データに適用することで、O-D結合が第2近接酸素方向へ傾いていること、そしてその水素と酸素原子の分布は格子間位置には存在しないことを明らかにした。

論文

Location of deuterium atoms in BaZr$$_{0.5}$$In$$_{0.5}$$O$$_{2.75+alpha}$$ by neutron powder diffraction

長崎 正雅*; 伊藤 剛*; 吉野 正人*; 岩崎 航太*; 塩谷 真也*; 深澤 裕; 井川 直樹; 石井 慶信*

Journal of Nuclear Science and Technology, 45(Suppl.6), p.122 - 127, 2008/09

 被引用回数:4 パーセンタイル:63.73(Nuclear Science & Technology)

燃料電池用固体電解質としての利用が期待されるプロトン伝導性物質BaZr$$_{0.5}$$In$$_{0.5}$$O$$_{2.75+alpha}$$について、プロトンが占める結晶位置を特定するため10Kの低温にて粉末中性子回折実験を行い、リートベルト解析及び最大エントロピー法解析を行った。試料は固相反応によって作製し、重水を含水させることで物質中にプロトンを導入した。本物質は空間群が${it Pm}$-$$overline{3}$$${it m}$の立方晶プロベスカイト型構造であること,重水含前後の核密度分布図の変化からプロトン位置は12$$h$$サイト近傍に存在することが明らかになった。

論文

Control of current profile and instability by radiofrequency wave injection in JT-60U and its applicability in JT-60SA

諫山 明彦; 鈴木 隆博; 林 伸彦; 井手 俊介; 濱松 清隆; 藤田 隆明; 細山 博己; 鎌田 裕; 長崎 百伸*; 大山 直幸; et al.

AIP Conference Proceedings 933, p.229 - 236, 2007/10

電流分布及び不安定性を制御することは、高ベータプラズマを維持するうえで重要である。JT-60Uでは、2GHz帯の低域混成波(LH)入射装置を用いた実時間電流分布制御、及び110GHz電子サイクロトロン波(EC)入射装置を用いた新古典テアリング不安定性(NTM)の安定化を行った。実時間電流分布制御においては、モーショナル・シュタルク計測により実時間で安全係数を測定し、LH波を最適なパワーで入射するシステムを開発した。その結果、LH波入射により安全係数の極小値$$q_{rm min}$$を指令値通りに制御することに成功した。NTM安定化に関しては、EC電流駆動により$$m/n=2/1$$のNTMの安定化を行った($$m$$, $$n$$はそれぞれポロイダルモード数、及びトロイダルモード数)。特に、ECCD位置の違いによる安定化効果及び不安定化効果を実験的に明らかにした。また、TOPICSコードを用いてNTMの時間発展のシミュレーションを行った結果、実験において観測されたNTMの安定化及び不安定化が再現されることを明らかにした。また、TOPICSコードを用いてJT-60SAにおけるNTM安定化のシミュレーションを行った。シミュレーションにおいて必要となる未定乗数はJT-60UのNTM実験により得られたものを用いた。その結果、EC波入射角度を最適化すると、空間的に非常に局在化した電流駆動が得られ低いEC波パワーでNTMが安定化できることが明らかになった。

論文

Metal sorption to $$Pseudomonas fluorescens$$; Influence of pH, ionic strength and metal concentrations

竹中 陽子*; 斉藤 拓巳*; 長崎 晋也*; 田中 知*; 香西 直文; 大貫 敏彦

Geomicrobiology Journal, 24(3-4), p.205 - 210, 2007/09

 被引用回数:7 パーセンタイル:70.24(Environmental Sciences)

低濃度の3価Eu及びAmの蛍光菌への吸着では、低pHにおける吸着増加が見られた。これは、Ca及びCuとは異なる蛍光であり、Eu濃度の増加でも反対のpH依存性が得られた。

論文

DLVO理論に基づく地下水中でのモンモリロナイトゲルからの粒子の分散性に関する評価

黒澤 進; 長崎 晋也*; 田中 知*

日本原子力学会和文論文誌, 6(2), p.205 - 213, 2007/06

DLVO理論を適用して、モンモリロナイトゲルの粒子間の剪断応力に相当する相互作用ポテンシャルを評価した。そして、Stokes則に従い、その相互作用ポテンシャルに相応する地下水流速を算定した。その結果、モンモリロナイト粒子の分散が生じるには、約10$$^{-5}$$$$sim$$10$$^{-4}$$m/sの範囲の地下水流速が必要であることが示された。この流速範囲は、我が国の地下深部の地下水流速よりも速いものである。また、熱運動に起因したモンモリロナイトのゲル粒子の易動性をMaxwell-Boltzmannの分布式を適用して検討した。その結果、ゲル状態にあるモンモリロナイト粒子の熱運動による易動性は、地下水中の溶存イオンの一般的な濃度条件のもとでは起こらないことが示された。本研究から、高レベル放射性廃棄物地層処分の性能評価において、核種移行におけるモンモリロナイト粒子の影響はほとんどないものと推測された。

報告書

「放射性廃棄物処分研究のためのネットワーク」第1回情報交換会講演資料集(共同研究)

中山 真一; 長崎 晋也*; 稲垣 八穂広*; 大江 俊昭*; 佐々木 隆之*; 佐藤 正知*; 佐藤 努*; 田中 知*; 杤山 修*; 長尾 誠也*; et al.

JAEA-Conf 2007-003, 120 Pages, 2007/03

JAEA-Conf-2007-003.pdf:53.18MB

「放射性廃棄物処分研究のためのネットワーク」は、放射性廃棄物処分のための基礎研究を促進し、また若手研究者を育成することを目的として、日本原子力研究開発機構の「連携重点研究」制度をその枠組みとして設立された研究者ネットワークである。その第1回情報交換会が、2006年8月4日、日本原子力研究開発機構の原子力科学研究所において開催された。本講演資料集は、本課題の第1回情報交換会における発表、及び討論をまとめたものである。

報告書

核種の有機系コロイドへの収着挙動および多孔質媒体中での有機系コロイドの移行挙動に関する研究(III)

長崎 晋也*

JNC-TJ8400 2003-064, 106 Pages, 2004/03

JNC-TJ8400-2003-064.pdf:0.86MB

人類の諸活動によって放出されたアクチニドや重金属等の有害金属の挙動はそれらの金属イオンが環境中でとる化学形態に大きく依存する。特に、天然有機物質(NOM)や金属(水)酸化物(OXs)等の天然コロイドへの吸着は有害金属イオンの溶存濃度を決定することから、これらの汚染物質の移行挙動を考える上で重要となる。したがって、信頼性の高いリスク評価や汚染環境の修復を行うためには、天然コロイド存在下で適用可能な金属イオンの化学種計算のための化学熱力学的モデルの構築が必要とされる。金属イオンの天然コロイドへの吸着は、天然コロイドの不均質性および異種の天然コロイド間の相互作用によって複雑なものとなる。昨年度の報告書では、不均質な表面へのイオンの吸着のモデル化についての説明、そして、具体的な適用例として、NICA-Donnanモデルによる銅イオンのフミン酸への結合挙動のモデル化の結果を紹介した。そこで、本報告書では、次の2 つのトピックを主に扱うこととする:(i) CD-MUSICモデルによる銅イオンのゲータイトへの吸着挙動のモデル化、(ii)プロトンの結合挙動に与えるフミン酸のゲータイトへの吸着の効果。また、最後に、このような3 相系のモデル化における近年の進展を簡単に紹介する。

報告書

固液界面におけるアクチニドイオンの酸化還元反応メカニズム(公募型研究に関する共同研究報告書)

田中 知*; 長崎 晋也*; 中田 弘太郎*; 小田 卓司*; 亀田 純*; 亀井 玄人; 舘 幸男

JNC-TY8400 2003-008, 88 Pages, 2003/05

JNC-TY8400-2003-008.pdf:1.29MB

鉄(II)を含む鉱物の表面におけるクロム(Cr)およびネプツニウム(Np)の酸化還元反応について研究した。予備的な研究として,塩化第一鉄(FeCl$$_{2}$$)及びマグネタイト(Fe(II)$$_{1}$$Fe(III)$$_{2}$$O$$_{4}$$)とCr(VI)を反応させたところ,酸化還元反応が起こることが確認された。このときの実験結果から,マグネタイト表面でFe(II)が消費されると電子移動が生じ,マグネタイト表面に存在するFe(II)の量以上に酸化還元反応が進むことが示唆された。この結果は,量子化学計算を用いても定性的に示された。また,FeCl$$_{2}$$とNp(V)を反応させたところ明確な酸化還元反応は見られなかったが,マグネタイトとNp(V)を反応させたときにはNpの4価への還元が確認された。この反応は,マグネタイト/水溶液比が高いほど,また温度が高いほど早く進むことが確認され,その反応速度定数を導出した。その結果,Cr(VI)の場合と同様に,マグネタイト表面に存在するFe(II)の量以上に酸化還元反応が進むことが示唆された。さらに,不活性ガス雰囲気中で石英を粉砕した際に水素ガス及び水素イオンの発生が認められ,Fe(II)を含まない鉱物でも酸化還元反応の起こる可能性が示唆された。

報告書

核種の有機系コロイドへの収着挙動および多孔質媒体中での有機系コロイドの移行挙動に関する研究(II)

長崎 晋也*

JNC-TJ8400 2002-058, 186 Pages, 2003/03

JNC-TJ8400-2002-058.pdf:2.1MB

腐植酸と金属との相互作用に関するモデルとして、Model VならびにNICA-Donnanモデルについてレビューを行うとともに、金属と固相との相互作用モデルとしてのCD-MISICモデルのレビューを行った。Model Vは、環境中の水、堆積物、土壌間の化学物質の平衡計算プログラムである。NICA-Donnanモデルは、腐植酸周辺の活量がバルクと異なることで、静電相互作用の寄与を取り込む必要を取り込むとともに、腐植酸の結合サイトの不均質性も考慮したモデルとなっている。これらのモデルの問題点にも言及するとともに、今後の発展についても検討を行った。Aldrich社の腐植酸を用いて、そのプロトンの解離特性ならびにCu2+との相互作用特性を、滴定実験などから測定した。そして、NICA-Donnanモデルに基づき、プロトンとCu2+の相互作用パラメータの評価を試みた。コロイド粒子などメゾスコピックレベルの輸送モデルとして期待される実数格子ガス法を用いて、十字に交差した流路(Fracture Junctions)における流体の流れと輸送物質の混合度について解析を行い、流路出口における輸送物質の混合度と流体のPeclet数との間の関係を定性的、定量的に検討を行った。また、湾曲管内を流れる層流中をコロイド粒子が移動する場合の、コロイドの質量の影響がコロイド流線にどのような影響を及ぼすのかを定性的に観察することで、実数格子ガス法へのコロイド粒子移行モデルの取り込みが適切に行うことができたかどうかを検討した。さらに、モデル中に取り込んだコロイド粒子自体が、ランダムウォークならびに拡散現象を反映したものとなっていることの検証を行った。

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