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湯口 貴史*; 伊藤 大智*; 横山 立憲; 坂田 周平*; 鈴木 哲士*; 小北 康弘; 八木 公史*; 井村 匠*; 甕 聡子*; 大野 剛*
Lithos, 440-441, p.107026_1 - 107026_14, 2023/03
被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Geochemistry & Geophysics)本研究は、花崗岩質プルトンのジルコン成長過程を解明するために、3次元立体的なカソードルミネセンス(CL)パターン,U-Pb年代,チタン濃度,Th/U比の変動に基づく新しいアプローチ方法を提案するものである。また、本研究では、九州中央部に位置する大崩山花崗岩(OKG)のジルコン成長過程に着目し、この方法を用いて花崗岩質プルトンの形成に至るマグマ溜まりでの結晶化プロセスの解明を目的とした。大崩山花崗岩体は黒雲母花崗岩(BG),角閃石花崗岩(HG),角閃石花崗閃緑岩(HGD)の3つの岩相から構成されている。まず、ジルコン結晶の3次元内部構造と成長様式を明らかにするため、試料の多断面についてCL観察を行った。同時に、試料の中心部のジルコンのU-Pb年代とチタン濃度も測定した。CLパターンから確認できるオシラトリーゾーニングの3次元分布からは、結晶核を決定することができる。花崗岩試料のジルコンU-Pb年代とTi濃度の同時測定は、花崗岩マグマが固化するまでの時間-温度(t-T)履歴を示すものである。BG, HG, HGDの温度履歴はマグマ溜り内での類似した冷却挙動を示し、16Maから10Maの間にジルコン結晶化温度から黒雲母K-Ar系の閉鎖温度まで急速に冷却されたことがわかった。また、Th/U比の温度に対する変化も、約670
Cの境界で異なる傾向を示した。マグマ溜まりでの分別結晶は670C以上で著しく進行し、670C以下では結晶化が緩やかになり、マグマ組成の変化が小さくなっていたことが示された。BG, HG, HGDの温度に対するTh/U比の変化は共通の傾向を示し、すなわち大崩山花崗岩体の3つの岩相の分別結晶化の進行は同じ挙動を示し、マグマ溜り全体で同じ挙動を示すことが示された。
北垣 徹; 吉田 健太*; Liu, P.*; 菖蒲 敬久
npj Materials Degradation (Internet), 6(1), p.13_1 - 13_8, 2022/02
被引用回数：1 パーセンタイル：14.66(Materials Science, Multidisciplinary)Zircon's degradation due to reactivity with aqueous solutions renders it difficult to read past records. Therefore, the reactive behavior of zircon in various acid-base solutions was examined under normal temperature and pressure conditions. A piece of zircon mineral was immersed in three different solutions: 0.1M HCl (aq), ultrapure water, and 0.1M NaOH (aq). Consequently, the reaction was limited when zircon was immersed in ultrapure water. In the case of the zircon immersed in 0.1M HCl (aq), Zr precipitated on the surface after the dissolution of ZrSiO
. In the zircon immersed in 0.1M NaOH (aq), dissolved Zr and Si precipitated on the surface in the early stages. Subsequently, the dissolution of ZrSiO formed a porous layer, and most dissolved Zr precipitated as new zircon crystals.
北垣 徹
Journal of Nuclear Materials, 557, p.153254_1 - 153254_8, 2021/12
被引用回数：1 パーセンタイル：16.35(Materials Science, Multidisciplinary)The dissolution behavior of the zircon mineral in ultrapure water, 1 M HCl (aq), and 1 M NaOH (aq), under room temperature and nearly atmospheric pressure was evaluated by in situ measurement of the change in the surface height. A high-resolution phase-shift interferometry microscope (HR-PSI) was employed to evaluate the velocity of the change in the surface height of zircon in different solutions, and the application of this method in evaluating the dissolution behaviors of nuclear materials was examined. As a result, the velocity of surface change and the precipitation behaviors of zircon was successfully evaluated using HR-PSI. This relatively quick method would be useful for evaluating the detailed surface change behaviors of nuclear materials, such as fuel debris, ceramic waste forms and UO
, during the reaction with various solutions, since it minimises radiation exposure times and also the amount of radioactive waste generation during measurement.
-edge XANES to determination of U oxidation state in zircon田中 万也; 高橋 嘉夫*
Geochemical Journal, 53(5), p.329 - 331, 2019/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Geochemistry & Geophysics)本研究では放射線量の異なる天然ジルコン3試料のウランM吸収端及びL
吸収端XANESスペクトルの測定を行った。最も線量が高いジルコン試料中では、M吸収端及びL吸収端ともにウランが四価であることを示す結果が得られた。残りの2試料は五価ウランの存在の可能性を残しつつも、四価と六価のウランが共存していることが示唆された。本研究は、ウランM吸収端XANESを天然試料に適用した初めての論文である。
not registered
PNC TJ1308 97-002, 297 Pages, 1997/02
本文献集は、報告書の巻末に示した参考文献のうち特に報告書の論旨に影響するものを収録したものである。なお、参考文献リストに記載され本文献集に収録していないものは、1989年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関するナチュラルアナログ研究(I)「(PNC SJ4308 89-001)、1990年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査(PNC SJ-4308 90-001)、1991年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査(PNC SJ-1308 92-001)、1992年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査」(PNC SJ-1308 93-001)、1993年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査研究(VII)」(PNC SJ-1308 94-001)、1994年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査研究(VIII)」(PNCSJ-1308 95-002)そし て1995年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査研究(IX)」(PNC SJ-1308 96-002)の文献集を参照されたい。
江草 茂則; 岩沢 直純*
Ferroelectrics, 145, p.45 - 60, 1993/00
チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)のセラミックス微粉末を顔料とし、エポキシ樹脂をバインダとする塗料を作成した。この塗料をアルミニウム板の表面に塗布したのち、室温或いは150Cで乾燥させることにより、厚さ25~175
m、PZT体積含有量53%の薄膜を形成した。次に、この薄膜に最高450kV/cmまでの電界を空気中・室温で印加することにより、この薄膜に圧電性を付与した。この薄膜の分極挙動は、塗料の乾燥温度、薄膜の厚さ、及び、分散ペースト中のPZT/エポキシ組成に依存し、極めて複雑である。しかし、薄膜の電気伝導度を測定したところ、分極挙動と電気伝導度との間には良い相関が存在することが分かった。この事実は、PZT/エポキシ複合系薄膜の電気伝導度によって薄膜中に分散したPZT粒子に作用する電界の強さが決定され、さらに、その電界の強さによってPZT粒子の分極挙動が決定されることを示している。
江草 茂則; 岩沢 直純*
J. Mater. Sci., 28, p.1667 - 1672, 1993/00
被引用回数：60 パーセンタイル：90.55(Materials Science, Multidisciplinary)チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)のセラミックス微粉末を顔料とし、エポキシ樹脂をバインダとする塗料を作成した。この塗料をアルミニウム板の表面に塗布したのち室温で硬化させることにより、厚み35~81m、PZT体積含有量25~53%の薄膜を形成した。次に、この薄膜を最高350kV/cmまでの電界下で分極処理することにより、この薄膜に圧電性を付与した。薄膜の圧電特性は、2チャンネルFFTアナライザを用いて、アルミニウム板の振動解析を行なうことにより評価した。その結果、薄膜の振動センサとしての感度或いは圧電定数は、膜厚及びPZT含有量の増加とともに増加することが見出された。また、この圧電性薄膜は、アルミニウム板の固有振動数のみならずモード・シェープをも決定できることが実証された。
江草 茂則; 岩沢 直純*
Proc. of the 7th Int. Conf. on Solid-state Sensors and Actuators, p.976 - 979, 1993/00
チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)のセラミックス微粉末を顔料とし、エポキシ樹脂ヲバインダとする塗料を作成した。この塗料をアルミニウム板の表面に塗布したのち、その乾燥塗膜に高電圧を印加することにより圧電性を付与した。この方法により形成される圧電性薄膜は、構造材料と一体化した振動センサとして、その構造材料の固有振動数のみならずモード・シェープをも決定することができる。加えて、この圧電性薄膜は、数10kHz~数MHzの超音波領域においても充分な感度を有する。この事実は、この圧電性薄膜は、構造材料と一体化した亀裂センサ或いはアコースティック・エミッション・センサとしても有望であることを示している。
村上 隆; B.C.Chakoumakos*; R.C.Ewing*; G.R.Lumpkin*; W.J.Weber*
American Mineralogist, 76, p.1510 - 1532, 1991/00
密度測定、X線回折、透過電子顕微鏡の結果に基づき、ジルコンの放射線損傷の過程と機構を明らかにした。損傷は10
の崩壊/mgまでは蓄積される。損傷の第1段階では(
3
10
/mg)粒子により生成した点欠陥により結晶格子が膨張し歪められる。欠陥は地質時代を通じ一部アニールされる。第2段階では(3-810/mg)反跳核による結晶構造の破壊が進む過程である。非晶質構造も一部アニールされる。第3段階は(
810/mg)完全に非晶質化した状態である。非晶質領域の密度変化は非晶質構造の変化を表している。Pu入りの人工ジルコンとの比較から照射率による損傷機構の変化はないことがわかった。
B.C.Chakoumakos*; 村上 隆; G.R.Lumpkin*; R.C.Ewing*
Science, 236, p.1556 - 1559, 1987/00
被引用回数：177 パーセンタイル：96.97(Multidisciplinary Sciences)ジルコンの単結晶で厚さ1~数百ミクロンのZonation(帯状組織)を持つものが見出された。このZonationは各帯でU,Th含有量が異なり、したがって各帯で放射線損傷が異なるために出来たものである。
植木 忠正; 清水 麻由子; 佐野 直美; 代永 佑輔
no journal, ,
後背地解析では、堆積物とその供給源と考えられる地質体を比較する指標が不可欠であるが、供給源に類似した種類の岩石が分布する地域では後背地の特定が容易ではない。そこで、既存研究で礫層の観察から検討が行われている岐阜県東濃地域を事例対象として、岩石を構成する鉱物種、鉱物の化学組成などの分析を行い、堆積物(東海層群土岐砂礫層)の後背地の指標となる岩石特有の特徴の検討を行った。その結果、礫の場合は岩石の肉眼
顕微鏡観察によって得られる特徴、細粒な堆積物中では重鉱物の化学組成やジルコン中の包有物が指標として活用できるという結果が得られた。
植木 忠正; 丹羽 正和; 代永 佑輔
no journal, ,
テフラ層は異なる地点の地層の連続性や上下関係を知る鍵層として有用であり、噴出した年代の知られた広域テフラは堆積物の年代を決定するものとして重要である。しかし、新第三紀鮮新世のように古い時代のテフラは保存が悪く、火山ガラスや鉱物の変質などで同定が難しいため、年代軸を決定する鍵層として用いることが難しい場合が多い。本報告では、岐阜県東濃地域中津川市の東海層群中に狭在する鮮新世テフラのジルコンU-Pb年代測定を行い、テフラの同定とより詳細な年代決定を行った。その結果、3.6
0.14Maという年代が得られ、既存文献の大田テフラと対比することができた。
植木 忠正; 丹羽 正和; 代永 佑輔; 岩野 英樹*; 檀原 徹*
no journal, ,
東海地方に広く分布する鮮新世東海層群には多くのテフラが挟在しており、大田テフラはこのうち代表的な広域テフラである。そのため、大田テフラの年代決定は東海層群の層序と編年の確立に加え、中部日本における同時期の地層の広域対比においても重要である。本研究では、大田テフラの年代をより明確にする目的で、大田テフラ相当とされている岐阜県東濃地域に分布する中津川I・II火山灰層の2層準を対象として、同一ジルコンを用いたU-Pb年代測定およびフィッション・トラック年代測定を行った。その結果、U-Pb年代は3.780.1Ma、3.900.11Maの年代が得られた。フィッション・トラック年代は3.740.24Ma、4.110.27Maの年代が得られた。これらの年代はテフラの噴出年代であると考えられ、先行研究でのFT年代値とも整合する。この結果は大田テフラの年代決定において先行研究を補完し、中部日本の鮮新統の広域層序と年代整理の上で重要な手がかりとなると考えられる。
植木 忠正; 横山 立憲
no journal, ,
北アルプス北東部、仁科山地に分布する青木花崗岩は、高温で水に乏しい火成活動で形成された岩石である。白亜紀-古第三紀の珪長質火成活動の時空変遷は多くの研究から議論されているが、このような特異な火成活動を議論するには、活動年代の情報が不可欠である。本研究では、土岐地球年代学研究所におけるLA-ICP-MSを用いたU-Pb年代測定技術の整備の一環として、青木花崗岩のジルコンU-Pb年代測定を行った。その結果、ディスコーダント粒子を除いた26粒子の加重平均年代は65.70.8Maとなった。高温のマグマから形成された青木花崗岩において、閉鎖温度の高いジルコンU-Pb年代は火成活動の年代を示すと考えられる。また、この年代値は周辺の火成岩類の既存研究での年代値とも矛盾しない。この結果は、白亜紀-古第三紀火成活動の時空変遷の議論において重要と考えられる。
北垣 徹
no journal, ,
地球表層環境条件を長期保持するジルコン(ZrSiO)の分析による過去環境推測手法を、福島第一原子力発電所(1F)事故で生成した溶融炉心とコンクリートの反応(MCCI)生成物中の(Zr,U)SiOに応用し、1F事故時の環境条件(温度及び酸素分圧)を推定する手法を開発することで事故進展挙動の解明に貢献する。(Zr,U)SiOは事故後から炉内から取出されるまで炉内冷却水中に浸漬しているため、この間の水との反応による形状変化や含有元素への影響を定量的に評価することで、1F事故時の情報がより精緻に推定可能となる。一方、ZrSiOは化学的に非常に安定であるため、水との反応は数m程度と予想され、この分析にはマイクロスケール以下の微小な分析が可能な電子顕微鏡の利用が適当である。本発表では、研究計画の概要と東北大学金属材料研究所が有する電子顕微鏡を用いた(Zr,U)SiOの観察計画について紹介する。
北垣 徹; 堀江 憲路*; 竹原 真美*; 大貫 敏彦*
no journal, ,
福島第一原子力発電所(1F)事故時の溶融燃料とコンクリートの相互作用(MCCI)で生成したZrSiO(ジルコン)を用いた、MCCIにより生成する溶融プールの環境条件の推移を解析する手法の開発の一環として、種々の条件下でUを含まない模擬MCCI生成物を作製し、ジルコンの生成状態を確認した。
北垣 徹; 吉田 健太*; 鈴木 達也*
no journal, ,
福島第一原子力発電所の廃止措置に必要な燃料デブリの性状把握に貢献するため、MCCI生成物中のジルコンを用いて、MCCI発生時の溶融プール中の温度や酸素分圧の推移を推定可能とする研究開発を実施している。MCCI生成物は事故後より冷却水に浸漬しているため、酸化溶解するウランを含むジルコンは溶解等の経年変化により、事故直後から性状が変化している可能性がある。このため本研究では、水溶液中でのジルコンの反応挙動を把握することを目的に、粉砕したジルコン鉱物を各種溶液中に浸漬した時の化学状態変化を確認した。この結果、SEM観察により水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬したジルコンの表面においてのみ針状結晶を確認し、さらにTEMによりその結晶構造を確認した。
北垣 徹; 池田 篤史
no journal, ,
福島第一原子力発電所の格納容器内には、多くの燃料デブリが冷却水中に堆積している。これらの燃料デブリの一部は冷却水中に溶出し、水相に拡散、環境中に漏洩する可能性がある。このような状況を推定・把握するためには、燃料デブリの溶出挙動を推定する必要がある。しかし、燃料デブリは多相系の非均質な物質であるため、その溶出速度を溶液分析から評価することは難しい。一方、白色干渉計等のその場観察技術は、ナノからマイクロスケールの表面形状の変化を測定することで、溶出速度を測定することが可能な技術である。ジルコン(ZrSiO)は溶融燃料とコンクリートの反応(MCCI)生成物の主要な生成相の一つとされており、燃料デブリ中に想定される成分の一つである。本研究では、上述のその場観察技術を用いて燃料デブリの溶出速度の測定が実施できることを検証することを目的に、pH0(HCl), 7(超純水), 14(aq NaOH)の流水場中の天然ジルコンの溶解速度を、干渉計を用いた表面形状変化の測定から導出し、それぞれの溶液中での溶出速度を測定できることを確認した。
福田 将眞
no journal, ,
(U-Th)/He法は、鉱物中に含まれるウランやトリウムと、それらの壊変系列が壊変することで生成したHe-4原子核を測定することで年代を求める手法である。本手法の特徴として、数十万年数億年の時間スケールが対象で、その閉鎖温度の低さから山地の隆起・侵食や断層運動、火山・火成活動などの地球科学的現象の推定に用いられる。このうち、ジルコン(U-Th)/He法(以下、ZHe法)では、フィッション・トラック法の年代標準試料であるFish Canyon Tuffジルコンが慣例的に用いられているが、しばしば親核種濃度の不均質が存在することが知られており、新たな年代標準試料の確立が求められている。本研究では、標準試料の適性を有すると期待される地質試料や他の年代標準試料のジルコン計8点についてZHe年代測定を行い、年代値の整合性やそのばらつき、および原因について評価を試みた。結果として、歌長流紋岩(TRG04)と、ジルコンフィッション・トラック法の年代標準試料であるMt.Dromedaryのジルコンに潜在性が認められた。今後は、データのラボ間比較のためにラウンドロビンテストの検討を予定している。
