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Iの研究成果まとめ本多 真紀
地球化学, 55(4), p.176 - 192, 2021/12
ヨウ素129 (I)は半減期1570万年でXeに壊変する放射性核種である。地球環境中に存在するIの分析を通じた研究は、惑星科学や地球科学の分野だけでなく、近年では原子力分野においても重要な役割を果たしている。特に2011年3月に発生した福島第一原子力発電所の事故では、広範囲にわたる
Iの分布及び土壌沈着量を推計し、事故初期の内部被ばく線量評価に貢献した。これは近年のI関連の研究における最も大きな研究成果の1つである。今後は、陸から河川へのIの移行や、海域での事故由来のIの輸送メカニズムを解明する研究、水生生物等への濃縮を調査する研究が進んでいくと予想される。本稿では筆者が注力してきた研究(土壌中のIの動態)を中心に、事故から10年間の様々な研究で得られた成果を報告する。
奥村 雅彦
地球化学, 55(4), p.110 - 121, 2021/12
福島第一原子力発電所事故によって環境中に放出された放射性セシウムの一部は表層土壌に強く吸着し、住民避難の原因となった。国による大規模除染によって居住地の空間線量率は低下し、住民帰還が実現するに至ったが、除染により排出された放射性セシウムを含む除染除去土壌の処分は今も大きな問題として残されている。放射性セシウムは土壌中の雲母粘土鉱物によって強く吸着されていることが知られているが、その吸着機構は明らかになっていなかった。本稿では、事故以来継続的に実施してきた放射性セシウムの雲母粘土鉱物による吸着現象に対する計算科学的研究について総合的に解説する。
田中 万也; 山崎 信哉*
地球化学, 55(4), p.93 - 95, 2021/12
福島第一原子力発電所事故(福島原発事故)から10年が経過した。本特集号では、地球化学に関連する様々な研究分野からの福島原発事故由来放射性核種の環境動態に関する総説論文をとりまとめた。本特集号を通して、様々な研究分野が放射性核種の環境動態の理解向上に貢献していることが分かる。
三浦 輝*; 栗原 雄一; 高橋 嘉夫*
地球化学, 55(4), p.122 - 131, 2021/12
福島第一原子力発電所事故により放出された、放射性セシウムを高濃度に含むガラス状の不溶性微粒子(CsMPs)の発見以来、多くの研究が行われ、環境試料から分離された微粒子の物理的,化学的特性,分布,移動が明らかにされてきた。本論文では、CsMPsの環境中での移動と影響に焦点を当てた研究のレビューを目的している。まず、陸上で発見されたCsMPsの沈着地域と大気プルームの関係を概観することから始め、次に、CsMPsの探索および分離方法について説明する。次に、河川を介した二次輸送と河川中のCsのKd値に対するCsMPsの影響について説明する。最後に、海洋で発見されたCsMPsとその陸上のものとの違いについてまとめる。
鏡味 沙耶
地球化学, 55(2), p.57 - 58, 2021/06
小惑星ベスタは太陽系内で代表的な地球型天体である。ベスタ由来の隕石を用いた地球化学的研究は古くから活発に行われており、また、2011年には無人探査機Dawnによるベスタ表面の詳細な観測が行われた。したがって、ベスタは隕石学と観測によって得られる情報を組み合わせ、地球型天体の進化を議論できる稀有な天体である。本研究では、母天体表層での熱的歴史を記録しているベスタ由来の玄武岩質ユークライトに着目した。特に、玄武岩質ユークライトの中でも稀なスタンネルグループに属する隕石に関し、化学組成分析,同位体分析、ならびに種々の年代測定を行った。本研究で得られた化学的・年代学的情報は、スタンネルグループの形成過程及び熱的歴史に新たな制約を与えるものであり、ベスタをはじめとする地球型天体の進化過程解明への端緒となると考えられる。
林田 一貴; 加藤 利弘*; 久保田 満*; 村上 裕晃; 天野 由記; 岩月 輝希
地球化学, 52(1), p.55 - 71, 2018/03
坑道の建設・操業により乱された地質環境の坑道閉鎖後の定常化過程の確認を目的として、岐阜県瑞浪市の瑞浪超深地層研究所において深度500mの花崗岩中に模擬実験坑道を建設・閉鎖し、地下水の溶存成分や酸化還元電位、pHの経時変化の観測を行った。その結果、坑道建設時には坑道周囲の割れ目を介した地下水流動状態の変化に伴い坑道周囲の地下水水質が変化した。また坑道から坑道周囲の岩盤中への酸素の侵入により、酸化還元電位が上昇することが確認された。坑道閉鎖後は、微生物の還元作用により坑道内の地下水の酸化還元電位が低下するとともに、坑道周囲では岩盤中から還元的な地下水がもたらされることによって酸化還元電位が回復した。一方で、吹付コンクリートなどセメント材料の影響で坑道内の地下水がアルカリ化することが確認された。このアルカリ化に消費されたセメント材料はわずかであることから、その影響はセメント使用量に応じて長期的に続くと考えられた。
村上 拓馬; 笹本 広; 水野 崇
地球化学, 50(4), p.299 - 317, 2016/12
高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全評価に関して、地層中における長期にわたる物質の移動現象を調査するための手法開発が重要である。本研究では、幌延地域の地下深部に分布する堆積岩(声問層および稚内層)を一例に、希土類元素、トリウムおよびウランの分布(保持)状態を調査した。また、水理地質特性や岩相の違いによるこれら元素の分布状態への影響についても検討した。その結果、声問層および稚内層中の希土類元素やトリウムは、陸域起源の砕屑物由来の鉱物や堆積物埋没後の続成作用の過程で生じた二次鉱物に保持されており、地層の違いに依らず比較的均質に分布していると考えられた。また、ウランは、堆積時あるいは続成作用の過程の中で有機物への吸着や有機物の分解に伴う還元環境の形成により地層中に固定され、現在に至るまで長期にわたり保持されてきたと推察された。さらに、水理地質特性・岩相の違いによるこれらの元素の分布状態への影響は認められなかった。
田中 万也; 高橋 嘉夫*; 福士 圭介*; 宇都宮 聡*
地球化学, 49(4), p.169 - 171, 2015/12
福島第一原子力発電所事故以来、環境中に放出された放射性核種の動態に関して多くの研究が行われてきた。本特集号は、大気エアロゾル,土壌,森林,河川,海洋などの調査や新しい分析技術を環境放射能研究に適用した例など様々な研究成果をまとめた7編の総説論文から成る。ここでは、個々の総説論文について簡単に紹介する。
飯島 和毅
地球化学, 49(4), p.203 - 215, 2015/09
福島第一原子力発電所事故により、環境中に様々な放射性核種が放出され、福島県を中心に東日本の広い地域に汚染をもたらした。被ばく上重要な核種である放射性セシウムの70%以上は、生活圏から離れた森林に沈着しており、時間とともに台風名との自然イベントがもたらす水流・強風により移動すると考えられる。多くの環境動態研究が、これまでに汚染地域での観測だけでなく、モデル解析などの手法で行われている。本報では、森林から河川水系を移動する放射性セシウムの挙動現象の理解とモデリングに関する成果を概括する。
水野 崇; 岩月 輝希
地球化学, 40(2), p.33 - 45, 2006/05
地下水の滞留時間を越える範囲で地下水の化学的環境の変遷を把握するためには、過去の地下水の化学的環境を保存していると考えられる二次鉱物を用いることが有効であると考えられる。本研究では、土岐花崗岩中の割れ目に産する方解石を対象として、地下水の化学的環境(特に酸化還元環境)の変遷を推察するための研究を行った。その結果、方解石が沈殿する過程において、地下水の化学組成や水質形成機構が変化した可能性があるものの、酸化還元環境については沈殿の過程を通して、研究対象地域の地下水が還元的な環境を保持した可能性を示した。
長尾 誠也; 松永 武; 鈴木 康弘*; 平木 敬三*
地球化学, 35(3), p.107 - 120, 2001/08
天然水における放射性核種の移行挙動に影響を及ぼす要因の1つとして高分子の有機物が考えられる。この影響を定量的に把握するには、有機物そのものの特徴を検討する必要がある。本研究では、溶存有機物の濃縮等の複雑な前処理を行わずに、河川水を直接、高速液体ゲル浸透クロマトグラフィー紫外検出で測定し、これまでの方法に比べて簡便迅速に有機物の分子サイズ特性を調べた。溶存有機炭素濃度0.7~2.6mg/1の久慈川河川水中の紫外吸収有機物は、濃縮・精製した河川水フルボ酸のクロマトグラムとほぼ同じ特徴を有し、大部分がみかけの分子サイズ10,000daltons以下のフルボ酸様物質により構成されていることが明らかとなった。また、フルボ酸様物質の濃度は、溶存有機炭素濃度と同様に上流から下流に向けて増加し、溶存有機物の大部分を占めていると考えられる。
鈴木 康弘*; 中口 譲*; 平木 敬三*; 長尾 誠也; 工藤 充雄*; 木村 宗人*
地球化学, 32, p.21 - 30, 1998/00
本研究では、地層における放射性核種の移行挙動の支配因子の1つと考えられている腐植物質の特徴を調べる方法として、腐植物質の構造、官能基等の情報が得られる3次元蛍光スペクトルに着目し、天然水の腐植物質を濃縮することなく直接測定する方法の妥当性及び定量性を検討した。地下水の腐植物質の特徴に比較的良く似ている河川水試料に適用し、濃縮した腐植物質の測定結果と比較した。その結果、直接測定した河川水試料には2つのピークが検出され、濃縮した河川水腐植物質のピーク位置とほぼ一致した。また、採取地点により検出されるピークの蛍光強度が溶存有機物の有機炭素濃度と同様な変動傾向を示すことから、腐植物質は溶存有機物の大部分を占め、ピークの蛍光強度は腐植物質の濃度を反映していると考えられる。以上の結果は3次元蛍光スペクトルの直接測定法の有効性を示唆するものである。
鈴木 康弘*; 長尾 誠也; 中口 譲*; 松永 武; 村岡 進; 平木 敬三*
地球化学, 31, p.171 - 180, 1997/00
久慈川水系の河川水中に存在する蛍光物質の蛍光特性を濃縮等の試料前処理を行うことなく、3次元励起・蛍光光度計により調べた。河川水試料は久慈川から7点及び支流の3点で採取した。河川水の3次元励起・蛍光スペクトルは2ヶ所に蛍光強度ピークを有し、励起波長220
5nm/蛍光波長42515nm及び励起波長32510nm/蛍光波長43010nmに蛍光強度ピークを示した。河川水試料中の蛍光強度ピーク位置及び蛍光強度比は、久慈川の中・下流域に分布する黒ボク土から抽出したフルボ酸のものとほぼ一致した。これらの結果より、久慈川水系の河川水中に溶存する蛍光物質は、主に、久慈川流域から供給されたフルボ酸様物質により構成されていることが示唆される。
佐々木 祐二; 平尾 良光*; 森下 祐一*; 斎藤 裕子*; 木村 幹*
地球化学, 23, p.97 - 103, 1989/00
串木野鉱山(鹿児島県)の熱水溶液の移行挙動を明らかにするため、8つのボーリングから得られた石英-方解石試料中の金、銀、希土類元素を中性子放射化分析法で定量した。鉱山に近い串木野地区の金含量は熱源に近い冠岳地区のものより高い。また金-銀比も串木野地区で6~9、冠岳地区では100と相違がみられた。希土類元素存在度パターンはほとんどの試料で原子番号増加とともに減少することに加え、Euの正の異常性を示した。これらの結果は熱水溶液が熱源の冠岳から鉱床のある串木野地区に移行する間徐々に金に富んでいったことなどを暗示するものである。
