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岩月 輝希; 林田 一貴; 加藤 利弘; 宗本 隆志; 久保田 満
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瑞浪超深地層研究所において、研究坑道の直近から約100mまでの範囲の地下水を対象として酸化還元状態の経時変化を観測し、地下施設建設時の酸化還元状態の変化について考察した。その結果、坑道の直近では坑道掘削後、約2年間の間に酸化還元電位が約-200mVから約-100mVに変化し、坑道の周囲が徐々に酸化的環境に変化しつつあることが確認された。一方で酸化還元電位の変化が小さい領域もあり、研究坑道に連結する割れ目の有無など地質構造の条件に応じて酸化的影響の程度が異なると考えられた。また、研究坑道から約100mまでの範囲の岩盤においては、花崗岩を覆う堆積岩直下(深度200m)の観測点の酸化還元電位は変化に乏しいものの、深度300から400mの酸化還元電位は約-200mVから-100数十mVへの上昇が認められた。
Buesseler, K. O.*; German, C. R.*; 本多 牧生*; 乙坂 重嘉; Black, E. E.*; 川上 創*; Manganini, S. M.*; Pike, S.*
no journal, ,
2011年7月から2014年6月までの約3年間、福島第一原子力発電所の南東沖115kmの地点(海底水深1300m)の500m層と1000m層に時系列式セジメントトラップを設置して沈降粒子を捕集し、捕集粒子中の放射性セシウム(
Csおよび
Cs)を測定した。観測されたCsフラックスの季節変動が、海洋表層の生物活動の季節変動とは異なることや、捕集粒子の主要成分は鉱物起源物質であること等から、捕集されたCsは、海洋表層から鉛直的に沈降したものに加え、底層を水平的に移動したものを多く含むと推測された。捕集粒子のCsと鉛-210の比(Cs/
Pb)から、事故由来の放射性セシウムが吸着した福島周辺の陸棚堆積物の一部が、冬季や荒天時に再懸濁して沖合へと運ばれたことが示唆された。特に、2013年秋季に観測されたCsフラックスの増加は、福島沖を通過した複数の台風の影響によるものと推定された。福島沿岸の海底に蓄積した事故由来の放射性セシウムが、再懸濁によってどの程度外洋へ水平輸送されていくのかについて、継続的な調査が必要である。
横山 立憲; 國分 陽子; 村上 裕晃; 平田 岳史*; 坂田 周平*; 檀原 徹*; 岩野 英樹*; Chang, Q.*; 木村 純一*
no journal, ,
炭酸塩鉱物の放射年代学研究が与える年代学的な情報は、将来の長期的な地質環境変動モデル構築への利用に期待できる。還元的な地下環境で生成された炭酸塩鉱物については、未だ年代測定技術が確立されていない。本研究では、地下環境下における高透水性の地質構造に充填鉱物として存在する炭酸塩鉱物を対象に、年代測定技術を実用化することを最終的な目的とする。局所領域の年代測定技術を確立するため、レーザーアブレーション試料導入法を組み合わせたICP質量分析計を用いて、炭酸塩鉱物から成る海生化石の微量元素及び同位体の基礎情報を取得し、花崗岩の割れ目を充填する炭酸塩鉱物及び鍾乳石について予察的にU-Pb同位体比測定を行った。その結果、アンモナイト化石中のU-Th-Pb壊変系列の各元素及び同位体分布を可視化することができた。U-Pb同位体比測定では、測定対象とした領域のウラン濃度が低く、また非放射起源の鉛を多く含んでいたため、測定結果から有意なU-Pb年代を得られなかった。一方で、鉛濃度が検出下限界を有意に上回る領域から得られた測定結果から、鉛同位体の組成差が炭酸塩鉱物を沈殿させた水溶液の起源を探るのに有効な指標となることが示唆された。
三輪 一爾; 小畑 元*; 鈴木 崇史; 乙坂 重嘉
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ヨウ素の放射性同位体I-129の地球規模での主な放出源はSellafield(英)とLa Hague(仏)にある核燃料再処理施設であり、放出されたI-129は北海を経て東部北極海(大西洋側)や北極海中央部へ大量に流入している。一方、北極海の北西部に位置するチャクチ海へのI-129流入も考えられるがその実態はわかっていない。そこでチャクチ海及びその南側にあたるベーリング海におけるI-129の鉛直分布と水塊構造から北極海(東部、中央部)からのI-129流入の可能性を検討した。観測の結果、チャクチ海の北緯66度までの表層にはベーリング海由来と考えられる高温の海水が存在した。また、チャクチ海北部の北緯69度以北の底層には低温の海水が存在した。この底層低温海水が北極海由来の高I-129海水である可能性が考えられたが、いくつかの測点におけるI-129濃度の鉛直分布の範囲は0.79 - 2.89
10
atoms/Lであり表層高温海水と底層低温海水におけるI-129の濃度に大きな違いはなく、北極海からI-129を高濃度に含む海水の流入の可能性は低いと考えられた。
Malins, A.; 佐久間 一幸; 操上 広志; 町田 昌彦; 北村 哲浩
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The Fukushima Daiichi Nuclear accident resulted in the contamination of several river basins with PBqs of Cs. As radiocesium binds strongly to soils, its redistribution is primarily by soil erosion and sediment transport. Each year 0.1-1% of the Cs inventory in the basins enters into watercourses and is exported out to the Pacific Ocean. Therefore, although the total inventory in the basins does not reduce much each year due to sediment migration, a large amount of Cs in terms of absolute magnitude is redistributed by soil erosion and sediment transport. This is a particular concern for areas in the basin where eroded sediments deposit and accumulate, such as near river mouths, on floodplains in the lower basins near the coast, and in reservoirs. Moreover, the gradient of high Cs densities arising from the accident plumes over the upland areas in the west of the basin areas, compared to relatively lower Cs levels towards the coast, mean that the watercourses are generally transporting highly contaminated sediments into areas with lower contamination levels. This study combined sediment transport modelling with air dose rate simulations to understand how dose rates at areas with high soil erosion/sediment deposition rates in a river basin are being affected by radiocesium redistribution. The sediment and radiocesium transport simulations were conducted using GETFLOWS. We simulated sediment redistribution during typhoon floods, as the contamination redistribution predominantly occurs over these events during the year. The air dose rate modelling was completed with a tool designed to model Cs and Cs distributions varying both spatially and with depth in soil. The dose rate modelling took GETFLOWS results for Cs and Cs erosion and deposition as an input. We analyze the relation between the soil redistribution pattern and the air dose rate.
元川 竜平; 遠藤 仁*; 横山 信吾*; 西辻 祥太郎*; 矢板 毅; 小林 徹; 鈴木 伸一
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福島第一原子力発電所の事故により環境中へ放出された放射性セシウムが、福島県を中心に広範な地域に対して環境汚染をもたらした。地表の放射性セシウムは、水を介して拡散し、土壌に吸着しているが、その中でも特に風化黒雲母・バーミキュライトといった特定の粘土鉱物に濃縮され、強くとり込まれることが明らかにされている。粘土鉱物中へのセシウムイオン吸着メカニズムの検討は、X線回折法やX線吸収微細構造法、顕微鏡観察などを用いてこれまでに数多くの報告がされているが、粘土鉱物のナノ-メソスケールの構造を明らかにして、イオンの吸着挙動との関係を定量的に報告した例はほとんどない。そこで我々は、X線小角散法を用いて、バーミキュライト・風化黒雲母/セシウム懸濁液の構造解析を行い、セシウムイオンの吸着に伴う粘土鉱物の構造変化を観察した。その結果、バーミキュライトのある場所に放射性セシウムイオンが1個だけ吸着すると、その隣にもセシウムや化学的性質の類似したイオンが吸着しやすくなるため、特定の粘土層に多くのセシウムイオンが取り込まれることを明らかにした。さらに、粘土層に入ったセシウムは、粘土の酸素と直接結合し、層の反対面では、負の電荷が弱まることから剥離が生じやすくなる。このことにより二つの粘土層がはがれ、それぞれの粘土層の表面にもセシウムが吸着しやすくなり、バーミキュライトに対して、次々とセシウムイオンが吸着していくことを解明した。
香西 直文; 坂本 文徳; 大貫 敏彦; 佐藤 隆博; 江夏 昌志; 神谷 富裕; 江坂 文孝
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放射性核種の環境中での移行における原生動物の役割を明らかにするために、重元素(U, Eu)を吸着させた酵母を用いてゾウリムシの培養を行い、その間の重元素の挙動を検討した。原生動物の中でその性質が最も知られている単細胞動物であるゾウリムシをモデル生物に選んだ。重元素の希薄な溶液に酵母を接触させると、酵母細胞表面に重元素のリン酸塩が生成した。この酵母を用いてゾウリムシを培養した。培養の間、酵母に吸着させた重元素の内、溶け出したのは極一部であった。培養が進むと、膜状の沈殿物が生成した。この沈殿物は、酵母の未消化細胞及び消化残渣とそれらの間隙を充填する緻密な有機物から成る。この膜状の沈殿物には、酵母細胞に生成したリン酸塩と大きさ形状がよく似たリン酸塩が多数観察された。これらの結果は、本研究における単純な食物連鎖系において酵母の重元素固定効果が失われないことを示唆する。
田中 万也; 高橋 嘉夫*
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樹皮からのセシウムの吸収及びその化学形態を調べるために、福島県で採取した樹皮試料に安定同位体Csを吸着させXAFS法を用いてその化学形態を調べた。その結果、セシウムは外圏型錯体として樹皮に吸着することが明らかとなった。