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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:9 パーセンタイル:29.05(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.

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

北海道幌延地域の深部地下水から分離・精製した溶存腐植物質に対するEu(III)の結合特性

寺島 元基; 長尾 誠也*; 岩月 輝希; 佐々木 祥人; 清田 佳美; 吉川 英樹

no journal, , 

北海道幌延地域の深部地下水に溶存した腐植物質(フルボ酸及びフミン酸)を分離・精製し、Eu(III)に対する条件付安定度定数を蛍光消光法から評価した。得られた条件付安定度定数は、フルボ酸とフミン酸でほぼ同じであり、Aldrichフミン酸の値と比較して一桁以上小さいことがわかった。以上の結果から、土壌や河川水から分離・精製した腐植物質を対象としたこれまでの錯形成に関する知見(モデルとパラメータセット)を幌延地下水腐植物質の錯形成解析に適用する場合、Eu(III)の錯形成量を過大評価する可能性があることを提示した。

口頭

岩盤が有する酸化還元緩衝能に関する原位置試験

天野 由記; 南條 功; 岩月 輝希; 佐々木 祥人; 浅野 貴博; 寺島 元基; 長岡 亨*; 中村 孝道*; 吉川 英樹; 青木 和弘

no journal, , 

幌延深地層研究所の深度140m調査坑道から掘削したボーリング孔を用いて、岩盤中の「水-岩石-微生物」システムが有する環境回復能力(酸化還元緩衝能力)を評価するために原位置試験を実施した。酸素を飽和させた地下水をボーリング孔に注入・循環し、酸素濃度,酸化還元電位の変化及びそれに伴う化学成分や微生物数・微生物群集組成の変化をモニタリングし、「水-岩石-微生物」システムにおける岩盤の酸化還元緩衝能力を評価した。その結果、溶存酸素濃度は循環開始後10時間以内に検出限界以下となった。Fe(II)イオン濃度も減少傾向を示したことから、注入した酸素は地下水中の溶存鉄により消費されたと考えられる。試験期間中の酸素消費速度は9.64mg/L/dayであった。また、酸化還元電位は循環を開始してから5日後に試験開始前とほぼ同等の約-208mVで安定状態となり、速やかに還元状態が回復することが示された。

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

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

Spatial distribution of microbial populations and carbon cycle in the subsurface environment of the Horonobe area, Hokkaido, Japan

天野 由記; 伊勢 孝太郎; 寺島 元基; 佐々木 祥人; 雨宮 浩樹; 吉川 英樹

no journal, , 

天然バリア中の核種移行に関わる不確実性要因となりうる微生物影響評価の観点から、幌延地下施設を利用して地下環境における微生物群集の空間分布について調査を実施した。その結果、微生物分布は酸化還元状態や炭素源のような地球化学条件と密接に関連していることが示された。

口頭

GAMMA10/PDXにおけるエンド領域を活用した水素リサイクリング研究

坂本 瑞樹*; 大木 健輔*; 吉川 基輝*; 寺門 明紘*; 野原 涼*; 野尻 訓平*; 中嶋 洋輔*; 福本 正勝; 市村 和也*; 細田 甚成*; et al.

no journal, , 

GAMMA10/PDXでは、ミラー端部に設置したダイバータ模擬実験モジュールを用いて、境界プラズマの物理とプラズマ壁相互作用が調べられている。本研究では、モジュール内に設置したタングステン製のV字ターゲットに端損失プラズマを照射し、リサイクリングに対する水素ガス入射の影響とターゲット温度の影響を調べた。モジュールに入射する直前の電子密度と電子温度はそれぞれ3.0$$times$$10$$^{17}$$m$$^{-3}$$と10eVであったが、モジュール内に水素ガスを1.23Pa導入することで、V字ターゲットのコーナー部ではそれぞれ0.6$$times$$10$$^{17}$$m$$^{-3}$$と3eVに低下した。このことから、V字ターゲットのコーナー部では非接触プラズマが形成されていると考えられる。また、同部で測定したH$$_{alpha}$$とH$$_{beta}$$の強度比から評価すると、分子活性化再結合が発生している可能性が高い。さらに、V字ターゲットの温度上昇と共にコーナー部での電子密度とH$$_{alpha}$$信号強度の増加が観測された。これにより、ターゲットの温度上昇によってリサイクリングが増加する可能性が示唆された。

口頭

GAMMA10/PDXエンド部における非接触プラズマ形成とその特性評価

中嶋 洋輔*; 市村 和也*; 武田 寿人*; 岩元 美樹*; 細田 甚成*; 清水 啓太*; 大木 健輔*; 坂本 瑞樹*; 大野 哲靖*; 門 信一郎*; et al.

no journal, , 

GAMMA10/PDXでは、非接触プラズマの生成と特性評価を目的として、ダイバータ模擬実験モジュール内部に設置したV字ターゲットへのプラズマ照射実験を行っている。ダイバータ模擬実験モジュール内に水素または希ガス(アルゴンやキセノン)を入射することで、V字ターゲット前面での非接触プラズマの形成に成功した。このとき、V字ターゲットへの熱粒子負荷の減少を観測した。また、V字ターゲットのコーナー部で測定した電子温度が数十eVから3eVに低下した。この電子温度の低下は分子活性化再結合が原因である可能性が高い。また、非接触プラズマの形成には、モジュール内へ水素ガスとキセノンガスの両方を入射することが効果的であった。

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