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三ツ井 誠一郎
金属, 93(3), p.211 - 218, 2023/03
地層処分研究開発の一環として、地層処分で想定される現象に類似した、天然類似現象(ナチュラルアナログ)を対象とする研究、「ナチュラルアナログ研究」が実施され、地層処分で想定される現象の予測モデルの概念や評価手法の妥当性の検証に利用されている。日本原子力研究開発機構が実施してきた金属製遺物を対象としたナチュラルアナログ研究の成果を通じ、出土金属製遺物から得られる知見を地層処分研究開発にどのように活用しているかを紹介する。
柳田 明進*; 浦 蓉子*; 三ツ井 誠一郎; 石寺 孝充; 川喜田 竜平
奈良文化財研究所創立70周年記念論文集; 文化財論叢,5, p.843 - 856, 2023/03
鉄製遺物内部への塩化物塩の集積の有無とその要因を検討するため、平城宮・京より出土した3点の鉄製遺物に対して、蛍光X線分析による元素マップ、微小部X線回折分析、X線CTによる非破壊分析を実施した。さらに、既報の平城宮跡の環境調査結果に基づき、鉄製遺物の埋蔵環境を推定した。その結果、3点は、(1)酸化的な環境に埋没していたと推定され、針鉄鉱/磁鉄鉱の腐食層を有し、内部に赤金鉱が生成した鉄製遺物、(2)酸化的な環境に埋没していたと推定され、内部の金属鉄が溶出し、針鉄鉱のみの腐食層が形成された鉄製遺物、(3)還元的な環境に埋没していたと推定され、菱鉄鉱を含む腐食層が形成された鉄製遺物、であることが認められた。このうち、塩化物塩の集積が確認された鉄製遺物は(1)のみであった。平城宮跡の水質観測孔におけるCl濃度は観測点によって顕著な差異は認められないことから、Cl
濃度以外の環境因子が塩化物塩の集積に影響を及ぼしていることが認められた。塩化物塩の集積は、針鉄鉱/磁鉄鉱からなる腐食層が形成されたことでアノードとカソードが分離し、局部腐食が生じたことが要因である可能性が考えられた。
國分 陽子; 西尾 智博; 藤田 奈津子; 松原 章浩
Proceedings of the 8th East Asia Accelerator Mass Spectrometry Symposium and the 22nd Japan Accelerator Mass Spectrometry symposium (EA-AMS 8 & JAMS-22), p.91 - 93, 2020/00
岐阜県の阿夫志奈神社の社殿及び奉納物の放射性炭素年代測定をJAEA-AMS-TONOで行った。試料は、社殿及び奉納物である獅子頭2体、寄付名板及び版木から採取した木材である。社殿木材の年代は、江戸時代以降という結果となり、神社に残されていた記録よりも新しく、新たに改築を行っていたことが分かった。また、獅子頭は、作製年代の記録と矛盾のない結果であった。一方、寄付名板は、奉納時期よりも新しい年代結果となり、奉納時に作られたものでないことが分かった。また、版木は、江戸時代以降に使われていたものであることが分かった。
三ツ井 誠一郎
一般国道9号(鳥取西道路)の改築に伴う埋蔵文化財発掘調査報告書,17; 良田中道遺跡, p.221 - 230, 2015/03
2012年6月に鳥取市良田中道遺跡の古墳時代以降の水田土壌から出土した袋状鉄斧は、原形を留めるなど遺存状態が良好であった。この要因を調べるため、埋蔵環境と腐食状態に関する調査・分析を実施した。埋蔵環境として、湧水水質(酸化還元電位、溶存酸素濃度等)の分析、鉄電極の腐食速度(自然腐食速度)等の測定を現地で実施した。鉄斧の腐食状態については、X線CT装置を用いた腐食層厚の計測、ポータブルX線回折・蛍光X線分析装置を用いた鉄斧表面の腐食生成物等の分析を実施した。その結果、腐食生成物層の厚さはおおむね1mm前後であり鉄斧内部は金属鉄であること、表面に生成した菱鉄鉱(FeCO)が腐食反応を抑制していた可能性があることなどを確認した。
三ツ井 誠一郎
妻木晩田遺跡発掘調査研究年報2014, p.27 - 44, 2015/03
鳥取県西伯郡大山町富岡・妻木・長田から米子市淀江町福岡に所在する国内最大級の弥生集落遺跡である妻木晩田遺跡からは鉄製品が多数出土している。これら出土した鉄製品の腐食状態を把握するため、蛍光エックス線(XRF)及びエックス線回折(XRD)、エックス線コンピュータトモグラフィ(X線CT)を用いた非破壊分析を行った。また、腐食と埋蔵環境の関係の参考情報とするため、発掘調査が実施されていた箇所において埋蔵環境調査を行った。その結果、X線CT分析により測定した腐食層厚は遺跡にて測定したプローブ腐食速度から推定される腐食量と較べて12桁程度小さく、鉄遺物表面に検出された腐食生成物が腐食反応を抑制していたことが示唆された。
三ツ井 誠一郎
一般財団法人米子市文化財団埋蔵文化財発掘調査報告書,6; 一般国道180号(南部バイパス)道路改良工事に伴う埋蔵文化財発掘調査報告書V; 鳥取県西伯郡南部町; 境矢石遺跡,2, p.35 - 48, 2015/00
鳥取県南部町境矢石遺跡からは見掛け上保存状態の良い考古学的鉄製品が多数出土している。これら出土した鉄製品の腐食状態を把握するため、蛍光エックス線(XRF)及びエックス線回折(XRD)、エックス線コンピュータトモグラフィ(X線CT)を用いた非破壊分析を行った。また比較のため、保存状態の悪い博労町遺跡から出土した鉄製品についてもあわせて分析を行った。その結果、境矢石遺跡と博労町遺跡の鉄製遺物の腐食状態の違いは両遺跡の立地場所の違い、すなわち丘陵部と海浜部における埋蔵環境条件の違い、を反映していることが示唆された。
本田 卓*; 山口 新吾*
JNC TJ8400 2000-007, 200 Pages, 2000/02
数百年以上にわたって土壌中に埋もれていた鉄製の考古遺物は、腐食による厚い錆層に覆われており金属鉄の残存状態や原形の推定が極めて難しい。本研究では約5001,000年前の遺跡から発掘された釜、短刀、釘などを対象に研究を実施した。(1)X線CT計測により錆層と鉄とを高精度に分離計測でき、更に鉄が残存しない場合も原形状を推定できること等を明らかにした。また、X線透過試験との比較も行った。(2)密度測定、付着物の化学分析を実施し、X線CT計測により得られた錆厚さから腐食量及び腐食速度の推定を行った。(3)同年代の鉄滓を評価し、古代鉄と現在の炭素鋼の性状の違いについて検討した。
永井 巌*; 松田 史朗*; 戸田 英二*; 庄司 一雄*; 佐光 武文*; 白石 佳代*; 渡辺 邦夫*
PNC TJ1010 98-001, 221 Pages, 1998/02
本研究は、オーバーパックの候補材の一つである銅のベントナイト中での腐食挙動に関する長期予測を行うために、大阪府堺市下田遺跡で発見された銅鐸のナチュラルアナログデータを活かすことを目的に昨年度より着手した室内サポート試験を継続することと、同じく候補材の一つとしての鉄のナチュラルアナログデータを得るため、大阪府八尾市大竹西遺跡で発掘された鉄剣の埋蔵環境条件の調査を行うことを主な研究項目として取り組んだものである。鉄剣に関する研究では、今回は埋蔵環境に関する知見が得られたのみであり、今後の鉄剣本体の解析結果と合わせ、銅と同様の室内サポート試験を行うことがこれからの重要課題となる。本研究結果は考古学的金属材料をナチュラルアナログに活かす始めてのものであり、今後同様の研究を繰り返すことにより、より信頼性の高い成果に発展させていかなければならない。
永井 巌*; 松田 史明*; 窪田 亮*; 庄司 一雄*; 佐光 武文*; 白石 佳代*; 渡辺 邦夫*
PNC TJ1010 97-002, 170 Pages, 1997/02
本研究は、オーバーパックの候補材である銅のベントナイト中での腐食挙動に関する長期予測に、堺市下田遺跡で発見された銅鐸のナチュラルアナログデータを活かすための室内サポート試験を主な試験項目として取り組んだものである。予測精度を向上させるため今後できるだけ多くの試料入手が必要となるが、その試料入手のためのきっかけ作りにも着手した。併せて、考古学的金属製品の腐食に関する研究の現状を調査するため、国内文献を検索しとりまとめを行った結果、ナチュラルアナログ的アプローチを行った研究は極めて少なく、本研究が考古学分野にとっても有用なデータを提供できる新たな分野の研究であることを再確認できた。本研究結果は考古学的金属材料をナチュラルアナログに活かす初めてのものであり、今後同様の研究を繰り返すことにより、より信頼性の高い成果に発展させていかなければならない。
梅澤 弘一
日本原子力学会誌, 32(7), p.658 - 660, 1990/07
アイソトープ利用の現状をレビューし、また今後の展望をまとめる特集記事の第1章として、アイソトープ利用の状況を、利用の形態と応用分野ごとに概観的にまとめた・
三ツ井 誠一郎
no journal, ,
鉄(炭素鋼), 銅及びチタンは、わが国における高レベル放射性廃棄物の地層処分で使用する金属製格納容器、オーバーパックの候補材料とされている。これらの材料のうち、鉄と銅は鉄製遺物や青銅製遺物として遺跡から出土することが多く、地層処分の条件におけるオーバーパック材料の長期腐食挙動を理解するための「考古学的アナログ」として利用されてきた。この発表では、原子力機構で実施した最近の考古学的アナログ研究の概要を紹介する。
三ツ井 誠一郎; 石寺 孝充; 比佐 陽一郎*
no journal, ,
土壌固結層から金属鉄近傍までの腐食生成物の層状構造には埋蔵環境の推定など保存科学の観点から役立つ情報が記録されていると考えられるが、考古学や歴史学では鉄製遺物のオリジナルの形状が主たる調査研究の対象となるため、通常、保存処理の過程で鉄製遺物表面の土壌固結層は除去される。また、鉄製遺物は貴重な文化財であることから、基本的に分析は透過X線観察やX線CT分析などの非破壊法のみで実施される。このような事情から、腐食生成物の層状構造を把握することが難しいことが多い。今回、福岡県福岡市の博多遺跡群から出土した砂質土壌に覆われた状態の鉄釘3点について、バルク試料のX線CT分析により試料全体のCT値分布を取得するとともに、1点については断面試料を空間分解能が高い顕微ラマン分光法で分析することで土壌固結層から金属鉄近傍までの腐食生成物の層状構造を把握できた。また、CT値分布と腐食生成物の層状構造の対比結果に基づき、断面試料のない2点についてCT値分布のみから腐食生成物の層状構造の推定を試みた。