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論文

Key factors controlling radiocesium sorption and fixation in river sediments around the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant, 1; Insights from sediment properties and radiocesium distributions

舘 幸男; 佐藤 智文*; 赤木 洋介*; 川村 淳*; 中根 秀二*; 寺島 元基; 藤原 健壮; 飯島 和毅

Science of the Total Environment, 724, p.138098_1 - 138098_11, 2020/07

 被引用回数:9 パーセンタイル:67.24(Environmental Sciences)

福島第一原子力発電所周辺の河川流域における放射性Csの環境動態評価に資するため、汚染レベルが高い請戸川と小高川から採取された河川堆積物の特性を、放射性Csの収着と固定を支配する粒径サイズ, 粘土鉱物, 有機物に着目して評価した。

論文

Europium-binding abilities of dissolved humic substances isolated from deep groundwater in Horonobe area, Hokkaido, Japan

寺島 元基; 長尾 誠也*; 岩月 輝希; 藤嶽 暢英*; 清田 佳美*; 飯島 和毅; 吉川 英樹

Journal of Nuclear Science and Technology, 49(8), p.804 - 815, 2012/08

 被引用回数:10 パーセンタイル:64.17(Nuclear Science & Technology)

Dissolved humic substances (HSs), i.e., fulvic and humic acids, were isolated from deep groundwater in Horonobe area, Hokkaido, Japan. Eu binding abilities of the groundwater HSs were evaluated by means of three-dimensional fluorescence quenching technique. The conditional binding constants (K'), assuming 1:1 binding, were estimated at pH 5.0 and ionic strength of 0.1. The logK'values of the fulvic and humic acids were comparable with each other regardless of the fluorescence peak positions. Based on the comparisons with the logK' values of HSs from surface environments and commercial product (i.e., Aldrich humic acid), it was found that the Horonobe groundwater HSs had the smallest affinity. The results of Aldrich HA-based comparison also showed that the Horonobe groundwater HSs have the lowest affinity in the bindings of trivalent radionuclides compared to the groundwater HSs isolated from different aquifers. These findings suggest that origin of deep groundwater HSs needs to be considered in assessing the effects of HSs on speciation of radionuclides in deep groundwaters in geological disposal system.

論文

Sorption and diffusion of Eu in sedimentary rock in the presence of humic substance

清田 佳美; 寺島 元基; 舘 幸男; 飯島 和毅; 中澤 俊之*; 山田 憲和*; 油井 三和

Radiochimica Acta, 98(9-11), p.703 - 709, 2010/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:25.67(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

フミン物質共存下で堆積岩におけるEuの収着,拡散挙動について調べた。拡散挙動はリザーバー減衰拡散試験法により観察した。リザーバーにおける核種濃度の減衰曲線から、フミン物質と核種の間に錯形成などの相互作用が働いているものと推察された。一方、リザーバー内のフミン物質濃度の有意な減少は認められなかった。フミン酸の共存によりEuの岩石に対する収着量が低下する条件があることが明らかとなった。Euの収着,拡散挙動は、フミン酸の影響を受けることが明らかとなった。

口頭

Eu(III) binding abilities of dissolved humic substances isolated from deep groundwater in Horonobe area, Hokkaido, Japan

寺島 元基; 清田 佳美; 岩月 輝希; 飯島 和毅; 吉川 英樹; 油井 三和; 長尾 誠也*

no journal, , 

土壌や河川に由来する腐植物質の金属イオン結合能についての知見は、必ずしも深部地下環境に由来する腐植物質に適用できるとは限らない。本研究では、幌延深地層研究センター敷地内地下水から腐植物質を分離・精製し、蛍光消光法により地下水に由来する腐植物質のEu(III)結合能について調査した。結果、深部地下水に由来する腐植物質は、Aldrichフミン酸とは異なる結合能を有することを明らかにした。

口頭

Current status of the HIBMC, providing particle beam radiation therapy for more than 2,600 patients, and the prospects of laser-driven proton radiotherapy

村上 昌雄*; 出水 祐介*; 丹羽 康江*; 永山 伸一*; 前田 拓也*; 馬場 理師*; 宮脇 大輔*; 寺嶋 千貴*; 有村 健*; 美馬 正幸*; et al.

no journal, , 

The Hyogo Ion Beam Medical Center was established in May 2001, a leading project of the "Hyogo Cancer Strategy". The accelerator is a synchrotron that can accelerate proton and carbon ion beams at a maximum of 230 and 320 MeV/u, respectively, and the maximum ranges in water are 300 and 200 mm, respectively. Three irradiation rooms installed with 45-degree, horizontal/vertical, and horizontal fixed ports can be used for carbon ion radiation therapy, and 2 gantry rooms can be additionally used for proton beams. Particle beam radiation therapy had been performed in 2,639 patients as of the end of March 2009. The diseases treated were prostate cancer, head and neck tumors, liver cancer, lung cancer, and bone soft tissue tumors, in decreasing order of frequency, and these 5 major diseases accounted for 87% of the cases. As the current problems of particle beam radiation therapy, the effect of the differential use of proton and carbon ion beams is unclear, adverse events, such as skin disorders, may occur due to the limitation of the broad beam method, and the necessity to install large-scale devices is an obstacle to its dissemination. We are aiming at the development and clinical application of a laser-driven proton radiotherapy device in cooperation with the Japan Atomic Energy Agency.

口頭

深部地下水腐植物質共存下におけるEu溶解度のシミュレーション; NICA-Donnanモデルの適用

寺島 元基; 清田 佳美*; 岡崎 充宏; 岩月 輝希; 飯島 和毅; 油井 三和

no journal, , 

既存の錯形成モデル/モデルパラメータの国内深部地下水に溶存する腐植物質の錯形成評価への適用性を明らかにすることを目的に、幌延の深部地下水から分離・精製した腐植物質の共存下におけるEuの溶解度試験データとNICA-Donnanモデル/一般化モデルパラメータによるシミュレーション値との比較・検討を行った。その結果、NICA-Donnanモデル/一般化モデルパラメータは、国内の深部地下水腐植物質共存下におけるEuの溶解度を比較的よく再現できる可能性があることを確認した。

口頭

Application of NICA-Donnan model to modelling of Eu(III) solubility in the presence of deep groundwater humic substances

寺島 元基; 岡崎 充宏; 飯島 和毅; 油井 三和

no journal, , 

幌延の深部地下水中の溶存腐植物質共存下におけるEuの溶解度を試験・評価し、NICA-Donnanモデルとその一般化パラメータを用いたシミュレーション値と比較することにより、深部地下水腐植物質の錯形成モデリングへのNICA-Donnanモデルの適用性を調査した。溶解度試験の結果から、Aldrich社製フミン酸の共存によりEuの溶解度は上昇するのに対し、幌延の深部地下水腐植物質が共存する場合には、Euの見かけの溶解度が上昇しないことを確認した。また、NICA-Donnanモデルとその一般化パラメータによるシミュレーション結果は、Aldrich社製フミン酸の共存によるEuの溶解度上昇を比較的よく再現できるのに対し、幌延の深部地下水に溶存した腐植物質共存下におけるEuの見かけの溶解度は再現できないことを確認した。以上の結果は、NICA-Donnanモデルとその一般化パラメータが、深部地下水中の腐植物質と三価核種との錯形成を正しく予測できないことを示唆するものである。

口頭

Eu-地下水腐植物質-堆積岩三元系におけるEuの収着挙動

寺島 元基; 岡崎 充宏; 飯島 和毅; 吉川 英樹

no journal, , 

Eu-地下水腐植物質-堆積岩三元系におけるEuの収着挙動を調査した。収着等温線及び腐植物質錯体の収着挙動の結果から、三元系におけるEuの収着は、Euと腐植物質との錯形成モデルとEuの堆積岩への収着モデルの加成則に基づいてモデル化できることを明らかにした。

口頭

Modification of the generic NICA-Donnan model parameter for the modeling of Eu bindings by deep groundwater humic substances

寺島 元基; 斉藤 拓巳*; 飯島 和毅; 油井 三和

no journal, , 

The generic NICA-Donnan model parameters were improved for better modeling of Eu bindings by deep groundwater humic substances (HSs). Specific proton binding parameters of the deep groundwater HSs in Horonobe area, Hokkaido, Japan, were used instead of the generic proton binding parameters, and its effectiveness was investigated on the basis of comparison between experimentally obtained Eu$$^{3+}$$ binding data and simulations using the new parameters. Based on the comparison between experiments and simulations, it was found that the application of the specific proton binding parameters improved the applicability of the NICA-Donnan model for the modeling of Eu$$^{3+}$$ bindings by the deep groundwater HSs. This result indicates that the application of specific proton binding parameters can spread the availability of the generic NICA-Donnan model parameters.

口頭

Eu(III)の堆積岩への収着・拡散に対する腐植物質の影響

寺島 元基; 舘 幸男; 斉藤 拓巳*; 飯島 和毅; 下田 紗音子*; 中澤 俊之*; 吉川 英樹

no journal, , 

Euの堆積岩への収着・拡散に対する腐植物質のマトリックス拡散との関係を明らかにすることを目的に、Eu腐植物質-堆積岩三元系におけるEu及び腐植物質の収着・拡散挙動をトレーサー減衰法に基づく拡散試験から調査した。地下水条件下において得られた減衰曲線から、アルドリッチ社製フミン酸はEuの収着・拡散に影響したのに対し、地下水から分離・精製した腐植物質(フルボ酸及びフミン酸)はEuの収着・拡散に対する影響が極めて小さいことを見いだした。バッチ収着試験及び錯形成能の知見から、以上の影響の相違が腐植物質の錯形成能の相違によるものであった。一方、腐植物質の減衰曲線から、腐植物質の収着・拡散の程度は腐植物質の種類によらず小さいことを示した。流動場分画法を用いるサイズ分布測定の結果は、トレーサー溶液中のすべての腐植物質のサイズ分布に変化がないことを示し、腐植物質が堆積岩内部へ拡散していないことを支持した。以上の結果から、腐植物質共存下におけるEuの収着・拡散は、腐植物質との錯形成やその収着に関係するものの、腐植物質の堆積岩へのマトリックス拡散との関連性は低いと考えられた。

口頭

地下水腐植物質に対するNICA-Donnanモデルパラメータの整備手法

寺島 元基; 斉藤 拓巳*; 飯島 和毅; 吉川 英樹

no journal, , 

既存のNICA-Donnanモデルパラメータは、地下水中の腐植物質の錯形成評価に適用できない場合がある。本研究では、原位置の腐植物質の酸塩基滴定データ及び限られた金属イオンとの錯形成データを活用して、一連の金属イオンに対するNICA-Donnanモデルパラメータを整備する手法について検討した。

口頭

放射性核種の移行に対する腐植物質の影響評価

寺島 元基; 斉藤 拓巳*; 岡崎 充宏*; 舘 幸男; 飯島 和毅

no journal, , 

核種移行に対する有機物影響の定量評価には、多様な地質環境条件における種々の移行遅延プロセスを10万年以上におよぶ時間スケールにおいて相互に関連させて取り扱う必要があり、コンピュータシミュレーションが有効な手段となる。シミュレーションでは、評価モデルとモデルパラメータデータベースが不可欠であり、これまでに様々なモデルやデータベースが開発されている。しかし、時空間的に多様な天然有機物に対して万能なモデルやデータベースは存在しないのが現状である。本発表では、場が与えられた際に用いる影響評価手法の開発を目的に実施した(1)核種-腐植物質錯形成モデルパラメータ整備手法の開発および、(2)核種-腐植物質-母岩三元系収着・拡散モデルの開発についてその成果を紹介するとともに課題について議論する。

口頭

土壌粘土に対する放射性セシウムの収脱着挙動; 土壌有機物の影響

寺島 元基; 舘 幸男; 藤原 健壮; 飯島 和毅; 下田 紗音子*; 赤木 洋介*; 加藤 博康*

no journal, , 

土壌に対する放射性セシウムの収脱着挙動を定量評価するための手法開発を目的に、福島県の森林から採取した土壌を例に、放射性セシウムの粘土分画への収脱着に対する土壌有機物の影響を調査した。土壌有機物は、放射性セシウム捕捉ポテンシャル(RIP)に影響するものの、その影響は汚染レベルに相当する低濃度の放射性セシウムの分配係数や脱離率に影響しないことを明らかにした。

口頭

福島沿岸部の河川土壌と河口域の海水を用いた放射性Csの脱離現象と粘土粒子の団粒化現象

藤原 健壮; 飯島 和毅; 寺島 元基; 舘 幸男

no journal, , 

福島原子力発電所の事故に伴い、現在福島県内を中心とした広範なエリアで放射性核種のセシウム(Cs)が残存している。そのため、今後、未除染区域において、Csは長期にわたり、環境中に滞在し、生活圏・海への移行が懸念される。よって、環境中における放射性物質の存在形態や移動に関するデータを取得し、放射性セシウムの分布状況を予測するシステムを構築する必要がある。Csのほとんどは土壌に収着して川等の水流を媒体として環境中を移行していると考えられるが、河口域においてはCsが収着している土壌(粘土)粒子と海水が接触することになる。海水にはCsと同族の元素であるNaやKといったイオンが多く含まれており、イオン交換によるCsの脱離現象及び、土壌粒子間の反発が少なくなることによる団粒化の現象が起こると考えられる。本報告では、福島沿岸部における河口域の海水及び、河川敷の土壌を用い、脱離及び、団粒化の現象について評価した。

口頭

河川土壌に対する放射性セシウムの収脱着挙動,1; 土壌特性分析

寺島 元基; 舘 幸男; 佐藤 智文; 赤木 洋介*; 川村 淳*; 中根 秀二*; 藤原 健壮; 飯島 和毅

no journal, , 

福島第一原子力発電所周辺の河川流域における放射性Csの環境動態評価に資するため、多様な河川土壌に対して、粒径組成、有機物含有量、陽イオン交換容量、粘土鉱物組成、RIP等のCs収脱着に関わる基本特性データを取得するとともに、特性データ間の相関関係からCsの収脱着を支配するメカニズムを検討した。

口頭

河川土壌に対する放射性セシウムの収脱着挙動,2; 収脱着分析

舘 幸男; 佐藤 智文; 寺島 元基; 武田 智津子*; 藤原 健壮; 飯島 和毅

no journal, , 

福島第一原子力発電所周辺の河川流域における放射性Csの環境動態評価に資するため、多様な河川土壌に対して、粒径組成、有機物含有量、陽イオン交換容量、粘土鉱物組成、RIP等のCs収脱着に関わる基本特性データを取得するとともに、特性データ間の相関関係からCsの収脱着を支配するメカニズムを検討した。

口頭

福島長期環境動態研究,17; 微細土壌粒子に吸着された放射性セシウムの汽水域における動的挙動

藤原 健壮; 飯島 和毅; 舘 幸男; 寺島 元基

no journal, , 

河口域においてはCsが収着している土壌(粘土)粒子と海水が接触し、Csの脱離現象および粘土粒子の団粒化現象が起こると考えられる。前回の試験では、実海水を用いて人工的に調製した汽水環境下において、Csの脱離現象と団粒化現象について確認した。今回の試験では、平衡に到達するまでの試験を行い、定量的に評価を行った。

口頭

Desorption of cesium from river sediments and aggregation of sediment particles in the brackish water region of river systems

藤原 健壮; 飯島 和毅; 寺島 元基; 舘 幸男

no journal, , 

福島原子力発電所の事故に伴い、現在福島県内を中心とした広範なエリアで放射性セシウム(Cs)が残存している。よって、環境中における放射性物質の存在形態や移動に関するデータを取得し、その分布状況を予測するシステムを構築する必要がある。Csのほとんどは土壌に収着して河川等の水流を媒体として環境中を移行していると考えられるが、河口域においてはCsが収着している土壌(粘土)粒子と海水が接触することになる。海水にはCsと同族のイオン(Na, K)が多く含まれており、イオン交換性のサイトがある場合に起こるCsの脱離現象および、土壌粒子間の静電的反発が少なくなることによる団粒化現象が起こると考えられる。本報告では、福島沿岸部における河口域の海水と河川敷の土壌を用い、脱離と団粒化の現象について評価した。

口頭

両性イオン界面活性剤を用いた曇点抽出による高原子価金属酸化物微粒子の抽出挙動

中川 太一; 鈴木 怜花*; 松枝 誠; 寺島 元基; 飯島 和毅; 高貝 慶隆*

no journal, , 

福島第一原子力発電所の廃炉に向けて、炉内滞留水中金属微粒子の組成から燃料デブリの性状を把握するための手法開発を進めている。しかし、滞留水中金属微粒子は極めて希薄であると予想されるため、その分析には濃縮が必要である。一方、金や銀のナノ微粒子の分離・抽出には界面活性剤の温度相転移現象を利用した曇点抽出法が適用できることが示されているが、滞留水中に存在すると予測される高原子価金属酸化物微粒子への適用に関する知見は得られていない。本研究では、核燃料ペレット被覆管の材料として使用されるジルコニウムに着目し、その酸化物微粒子抽出に対する両性イオン界面活性剤(3-(nonyldimethylammonio)propyl sulfate: C$$_{9}$$-APSO$$_{4}$$)の適用性を調査した。酸化ジルコニウム微粒子(粒子径119$$pm$$48nm)をC$$_{9}$$-APSO$$_{4}$$(相転移温度65$$^{circ}$$C)と混合し、冷却することで曇点抽出を行った結果、99%の抽出率を得た。

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