2026/08/08 更新

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ツシマ　サトル
津島　悟
TSUSHIMA SATORU
所属
総合研究院 ゼロカーボンエネルギー研究所 特定准教授
職名
特定准教授
プロフィール

現在,東京工業大学及びドイツのヘルムホルツ研究センターに所属し,日独を行き来する生活です. アクチノイド化学のさらなる深化のために, 計算化学を展開させていくことをライフワークにしております. 最近は, CASSCF計算と時間依存密度汎関数法(TDDFT)を用いたアクチノイド光励起状態の計算, そして, フラグメント分子軌道法(FMO)を用いた巨大生体分子とアクチノイドの相互作用計算に興味を持っており,大型計算機「富岳」の利用なども始めた(2022年)ところです.

外部リンク

学位

  • 博士（工学） （ 東京大学 ）

研究キーワード

  • ランタノイド

  • ペプチド

研究分野

  • エネルギー / 原子力工学

  • ライフサイエンス / 生物物理学

経歴

  • 東京科学大学   特定准教授

    2025年4月 - 現在

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  • 東京工業大学   科学技術創成研究院   特任准教授

    2017年6月 - 2025年3月

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  • ヘルムホルツ研究センター(HZDR)   上席研究員

    2006年6月 - 現在

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  • ストックホルム大学   アルバノバ研究センター   客員教授

    2005年1月 - 2006年5月

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  • 名古屋大学   大学院工学研究科 マテリアル理工学専攻 量子エネルギー工学分野   助教授

    2003年4月 - 2005年9月

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  • 東京大学大学院   工学系研究科システム量子工学専攻   助手

    1999年4月 - 2003年3月

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論文

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MISC

産業財産権

  • ウラン化合物の抽出分離方法

    木下 繁, 山本誠一, 増田 薫, 長瀬佳之, 和田隆太郎, 大西慶太, 目黒義弘, 富岡 修, 津島 悟, 山本一良

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    出願番号：特願2006-298666  出願日：2006年11月

    公開番号：特開2008-116275  公開日：2008年5月

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  • Photochemische Entfernung von Uran(VI)-Verbindungen aus mit Uran(VI)-verschmutzen Flüssigkeiten

    Karim Fahmy, Enas Attia, Satoru Tsushima

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    出願番号：特願DE201410225951 

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 原子力化学基盤強化に資する超ウラン元素酸化還元挙動のフロンティア開拓

    研究課題/領域番号：24KK0109  2024年9月 - 2029年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  国際共同研究加速基金(海外連携研究)

    鷹尾 康一朗, 竹山 知志, 津島 悟

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    配分額：20670000円 （ 直接経費：15900000円 、 間接経費：4770000円 ）

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  • PUREX-NUMAPハイブリッド型次世代再処理技術の開発

    研究課題/領域番号：24K21238  2024年6月 - 2028年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(開拓)

    鷹尾 康一朗, 津島 悟

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    配分額：25610000円 （ 直接経費：19700000円 、 間接経費：5910000円 ）

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  • 標的アイソトープ治療のためのキレート剤の開発

    研究課題/領域番号：24K01398  2024年4月 - 2028年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    津島 悟, 鷹尾 康一朗

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    配分額：18460000円 （ 直接経費：14200000円 、 間接経費：4260000円 ）

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  • レドックスアクティブ配位子系単一ウラン錯体を用いた余剰電力貯蔵用新規電極反応

    研究課題/領域番号：24K01399  2024年4月 - 2028年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    鷹尾 康一朗, 津島 悟, 小久保 佳亮

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    配分額：18590000円 （ 直接経費：14300000円 、 間接経費：4290000円 ）

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  • 核燃料物質選択的沈殿剤開発のための日独アクチノイド化学共同研究拠点

    研究課題/領域番号：20KK0119  2020年10月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))  国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

    津島 悟, 鷹尾 康一朗, 金子 政志

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    配分額：18720000円 （ 直接経費：14400000円 、 間接経費：4320000円 ）

    架橋NRPおよびそのTh(IV), U(IV)錯体を合成し、得られた各錯体について単結晶X線回折実験を行った。その結果、2020年度に実施したCe(IV)錯体とは異なり、Th(IV), U(IV)いずれの場合も広い硝酸濃度範囲で硝酸イオンを6個配位したヘキサニトラト錯アニオンが架橋NRPとの水素結合によってトラップされたプロトンを対カチオンとする塩として得られた。硝酸濃度が1 Mの場合にのみ架橋NRPがTh(IV)もしくはU(IV)に直接配位した錯体の形成が確認されたが、いずれにしろCe(IV)で見られたような加水分解挙動は確認されなかった。このことはランタノイドとアクチノイドの錯体化学的な違いが如実に表れたものと考えられる。これら各M(IV)錯体についての量子化学計算による構造最適化および電子状態解析も現在進行中であり、得られた計算結果に基づいて実験結果との突合せを行っている。一方、当初予定していたドイツHZDRでのNp(IV), Pu(IV)実験や現地スタッフを交えた国際共同研究については新型コロナ禍の影響で海外出張を行うことが事実上不可能であったため、次年度以降に先延ばしにせざるを得なかった。ドイツでのNp(IV), Pu(IV)実験の計画を含むアクチノイド錯体化学に関するディスカッションについてはオンラインで継続しており、本国際共同研究を推進するよう最大限努力した。令和3年度末時点で新型コロナ禍の状況が改善されつつあることに基づき、令和4年度中には予定していた実験を行えるよう関係者間で調整を進めている。

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  • 原子力化学基盤強化のための新たなウラン酸化還元挙動に対する電子構造論的アプローチ

    研究課題/領域番号：20H02663  2020年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    鷹尾 康一朗, 津島 悟

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    配分額：18070000円 （ 直接経費：13900000円 、 間接経費：4170000円 ）

    ウランの酸化還元挙動は原子力化学における重要な共通基盤である。近年配位子自体が酸化還元活性を示す金属錯体が報告されていることから、ウランの酸化還元反応を単なる中心金属の価数変化という古典的概念のみで説明することはもはや限界であり、分子構造と電子状態の相関を扱った電子構造論の導入による詳細な理解を深めることが重要である。本研究では配位子デザイン、錯体合成・構造解析・電気化学測定などの実験と量子化学計算による理論的解析を融合することにより、レドックスアクティブ配位子を持つウラン錯体の酸化還元挙動を電子構造論に基づいて明らかにし、錯体構造中の酸化還元活性部位の決定要因を解明する。令和3年度は、前年度に引き続きウラン(VI)錯体においてレドックスアクティブ配位子となりうる候補配位子およびそのウラン(VI)錯体の合成を行った。得られた配位子および錯体についてはNMR, IR, UV-vis, 元素分析等各種分析手法を用いて同定し、特にウラン(VI)錯体については単結晶X線回折により分子構造の詳細を明らかにした。また、ウラン(VI)錯体の酸化還元挙動についても検討を行い、酸化還元電位や還元種の電子状態を反映した吸収スペクトルを取得した。更に、DFT計算を用いて錯体構造の最適化を行い、実験との整合性を確認した。加えて計算結果として得られた分子軌道エネルギー準位および分子軌道分布に基づいて検討対象としたウラン錯体における酸化還元活性部位を特定した。

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  • ウラニルイオン検出ナノポアシーケンサーの開発

    研究課題/領域番号：19K05325  2019年4月 - 2022年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    津島 悟, 鷹尾 康一朗

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    配分額：4420000円 （ 直接経費：3400000円 、 間接経費：1020000円 ）

    本研究では、ウランを選択的に捕捉するペプチドを工学的に分子設計し、それをナノポアシーケンサーに実際に応用することを目的としている。特にオリジナルな点として、計算機化学を多用して分子設計を行うこと、また、アクチノイド化学と生物物理学の異分野融合という今までに殆ど検討されてこなかった新分野の開拓を目指すことが、本研究のユニークな点であり創造的な面でもある。ウラニルイオンと環状ペプチド、非環状ペプチド、カルモジュリンのEF Handの親和性を量子化学計算ならびに古典MD計算にて系統的に調べた結果、ウラニルに選択的なペプチドを設計するヒントが得られたところである。量子化学計算およびMD計算には、計算プログラムパッケージGaussian16およびAMBER18をそれぞれ使用した。計算は東京工業大学のスーパーコンピューターTSUBAME3.0を学内利用して行った。研究成果について、2020年12月のPACIFICHEM国際会議において発表予定である。

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  • アクチニド分子種と生体分子の相互作用に関する計算化学的研究

    2016年4月 - 2019年3月

    日本学術振興会  科研費 基盤B 

    望月 祐志

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    資金種別：競争的資金

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  • 分子動力学シミュレーションによるアクチノイドイオンと微生物との相互作用解明

    研究課題/領域番号：16560733  2004年4月 - 2006年3月

    文部科学省  科研費 基盤C  基盤研究(C)

    津島 悟

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    担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

    本年度は、4価アクチノイドイオンと高分子との相互作用を記述するために、4価アクチノイドイオンのポテンシャルの開発を中心に研究を行った。相対論密度汎関数法に基づく量子化学計算により、U(IV)とNp(IV)の水和物について、その構造と結合の性質を定性的に調べた。具体的には、まず、U^<4+>イオンおよびNp^<4+>イオンがどのような配位構造を取るかを、配位子の数を8から10へと変化させて、エネルギー的な安定性から論じた。配位子の位置を変え、分子の対称性とエネルギーの相関を調べ、f電子の役割を論じた。またU^<4+>イオンとNp^<4+>イオンとで配位子との結合はどのような違いが見られるかを調べ、5f電子や6f電子の役割を論じた。さらに、Mullikenの実効電荷の解析より、アクチノイド-配位子間の電荷の分布も調べた。これにより、分子力場(MM)計算や分子動力学(MD)計算の際に必要となる元素ごとの電荷分布が与えられた。
    上記の成果が得られた後、QM/MM法について理解を深め、市販の計算化学プログラムのADFやGaussian03におけるQM/MM法にアクチノイドのポテンシャルを組み込むことが可能であることの確認を行った。U(VI)イオン、U(V)イオン、Fe(III)イオン、Fe(II))イオンと400個の水分子を用いたQM/MM計算を行い、水溶液中におけるFe(II)によるU(VI)の還元反応における自由エネルギー変化を再現するに至っている。MD計算を行うまでには至っていないが、QM/MM計算におけるポテンシャルパラメータを用いることで、今後、容易にMD計算へと展開していくことが可能である。

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  • 鉄酸化細菌を利用したウランの酸化還元と分離プロセスへのその応用

    研究課題/領域番号：16360472  2004年4月 - 2006年3月

    文部科学省  科研費 基盤研究（B)  基盤研究(B)

    山本一良

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    資金種別：競争的資金

    平成16年度は酸化性雰囲気における鉄酸化細菌とウランの相互作用を,平成17年度は還元性雰囲気におけるそれについて調べた。オートクレープによるガラス器具の滅菌処理,クリーンベンチ内での培液のフィルター滅菌処理,鉄酸化細菌の植菌作業,分光器を用いた分析作業は両雰囲気とも同様に行った。
    酸化性雰囲気では,鉄酸化細菌の存在下で二酸化ウランを溶解することができ,2m mol dm-3(-3はsuperscript)のウラニル溶液を得た.
    還元性雰囲気での培養の際には,培養は以下の手順で行った。まず,培液とウラン溶液と鉄酸化細菌をクリーンベンチ内でガラス容器に封入した。このガラス容器をHe雰囲気下のグローブボックス内に持ち込み,培液を混合ガス(H_2 80%,CO_2 20%)でバブリングし,容器内のガスを混合ガスに置換し,この容器を密封した。これをインキュベーター内で恒温保存し,菌の培養を行った。還元性雰囲気の実験では,鉄酸化細菌とウラン(VI)との相互作用を調べた。還元性雰囲気においては,鉄酸化細菌は鉄(III)を鉄(II)に還元する能力を持っている。そこで,還元性雰囲気で鉄酸化細菌はウラン(VI)に対してもウラン(IV)に還元する能力を有するのか調べた。ウランの価数の変化はアルセナゾ(III)法を用いて定量的に調べ,同時に還元のメカニズムを明らかにするために,溶液中の酸化還元電位ならびにpHを測定した。還元性雰囲気の試験の場合,ウランの実験開始時の価数の調整が特に重要と考えられるため,特にこの点を注意して実験を行った。次に,還元雰囲気における鉄酸化細菌-鉄-ウラン共存系における鉄酸化細菌の培養実験を行った。鉄が3価の場合,鉄酸化細菌は鉄を還元する能力を有するが,このときウラン(VI)は直接的には還元されなかった。

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  • 同位体が拓く未来 -同位体科学の基盤から応用まで-

    2003年4月 - 2008年3月

    文部科学省  21世紀COEプログラム 

    山本一良

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    資金種別：競争的資金

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  • 超臨界二酸化炭素中で安定化されたナノ構造を利用する局在化した放射性物質の抽出

    研究課題/領域番号：15656239  2003年 - 2005年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 萌芽研究  萌芽研究

    榎田 洋一, 山本 一良, 津島 悟

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    配分額：3000000円 （ 直接経費：3000000円 ）

    平成17年度は,繊維のような再生使用が重要である除染対象物に対する適用性の拡張について検討した.例えば,作業衣に付着した放射性物質を除染する際には、除染後に作業衣が使用できることが重要である.また,放射性物質による繊維の汚染の場合には,焼却処理後に汚染の除去を行おうとすると消却残渣への物理的,化学的結合が強固となり除染が容易でなくなる場合がある.このような場合には,できるだけ繊維を傷めることなく,繊維の間に付着した酸化コバルト等を除去する技術が必要であり,逆ミセル中の化学組成および界面活性剤に関して,化学的な観点からの無害性を検討し,適合する系を検索する必要がある.このような系を実現するように,除染液の組成について最適化を行った.具体的には,鉄とコバルトを含むフェライトのスラリーを作製して,これを綿に吸着,乾燥させた後,25MPa,353Kの超臨界二酸化炭素中に形成したクエン酸,シュウ酸を含むマイクロエマルションで除染する実験を行い,シュウ酸の使用が除染により効果的であることを確認した.シュウ酸を使用できない条件下では,クエン酸に触媒としてII価の鉄イオンを共存させることで,除染効率の向上を図れることがわかった.研究結果の取り纏めの一環として,英国にて平成17年9月に開催された第10回環境修復および放射性廃棄物管理国際会議にて口頭発表を行うとともに,報告論文を投稿し,掲載予定となった.

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  • 第一原理分子動力学計算による3価および4価アクチノイドイオンの水和構造解明

    研究課題/領域番号：14780403  2002年4月 - 2004年3月

    文部科学省  科研費 若手研究(B)  若手研究(B)

    津島 悟

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    担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

    （ 直接経費：2000000円 ）

    第一原理計算により求めた4価アクチノイドイオンのポテンシャルを用いて、分子動力学計算を行った。MD計算にはAMBER6.0プログラムを用いた。[Th(H_2O)_9]^<4+>と[Th(H_2O)_<10>]^<4+>の電荷の計算にはESP法を用いた。Thと第一水和圏の水分子のHのLJパラメータは0とし、第一水和圏の水分子のOのLJパラメータはR_<o_I>^*=2.0Åandε_<o_I>=0.08kcal/molとした。MD計算の際に、溶質(ここでは[Th(H_2O)_9]^<4+>か[Th(H_2O)_<10>]^<4+>)の位置を固定しておこなった。周期境界条件を用い、0.2フェムト秒きざみで1atmの条件で1500ピコ秒のMDシミュレーションを行った。
    [Th(H_2O)_9]^<4+>では、Cl^-濃度が0.39Mから4.57Mにあがると、配位するCl^-の数が0.0から5.6にと増加し、また配位するOの数も15.7へと減少する。[Th(H_2O)_<10>]^<4+>では、Cl^-濃度が0.32Mから5.00Mにあがると、配位するCl^-の数が0.0から3.9にと増加し、また配位するOの数も16.7へと減少する。このことから、Cl^-濃度が高くなると、Cl^-分子が水分子と置き換わり、しかし全体の配位数はほぼ変わらないものと考えられる。第二水和圏の配位数は19〜21の値を取るものと考えられる。温度の効果についても調べた。50℃および75℃について、シミュレーションを行った。その結果、温度が上昇すると、配位数が減少する傾向が明確に見られた。さらには、温度が高い条件では、Cl-濃度が低いうちでもCl-が第二水和圏に入り込むことが明らかにされた。

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  • 超臨界二酸化炭素に溶解したTBPの硝酸錯体を用いる固相からの選択的金属抽出

    研究課題/領域番号：13480145  2001年 - 2003年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    榎田 洋一, 津島 悟, 山本 一良

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    配分額：12400000円 （ 直接経費：12400000円 ）

    ランタニド酸化物に様々な金属元素の酸化物を混合した試料からTBP硝酸錯体を添加した起臨界二酸化炭素を用いてランタニドを選択的に溶解抽出した.系の温度と圧力を変化させて回収率を測定する実験を行い,温度および圧力の影層を把握するとともに最適な溶解抽出条件を検討した.この結果,温度は高い方が溶解抽出速度の大きいこと,また,圧力については最適値が存在することがわかった.温度の溶解抽出速度への影響については,溶解反応の活性化エネルギーによるものと解釈される.圧力の影響に関しては,圧力上昇に伴い溶質の溶解度が上昇する効果とTBP硝酸錯体モデル分率が減少する効果が拮抗するためと孝えられ,圧力一組成図の極大値付近で溶解抽出速度が最大値をもつと解釈できることがわかった.TBP硝酸錯体を添加した超臨界二酸化炭素によって酸化ウランやランタニド酸化物から選択的に金属を回収する方法の抽出機構を解明するため,TBP硝酸錯体のTBP/HNO_3/H_2O組成比とウラン等の抽出溶解速度の関係を整理した.この結果,HNO_3/TBP比およびH_2O/TBP比が高い条件で大きな抽出溶解速度が得られることがわかった.また,TBP硝酸錯体のTBP/HNO_3/H_2O組成比の異なる試料について,^3H-NMRスペクトルを測定し,溶解速度との関係を整理したところ,逆ミセルに類似した特殊な溶液構造の存在を考慮すべきであることがわかった.さらに,超音波を印加することによって抽出速度を10倍以上向上できることを明らかにした.分子シミュレーションによる超臨界二酸化炭素べのTBP硝酸錯体溶解度の推算法により,実験値をある程度再現できることがわかった

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  • レーザを用いた放射性廃棄物の分析方法の研究および開発

    研究課題/領域番号：13308025  2001年 - 2003年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)  基盤研究(A)

    長谷川 秀一, 鈴木 篤之, 津島 悟, 等々力 賢, 長崎 晋也, 長谷川 秀一

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    配分額：37310000円 （ 直接経費：28700000円 、 間接経費：8610000円 ）

    高効率で同位体レベルの分析が可能なレーザを用いた分析方法を新たに提案し、それに必要となる分析装置の開発を行った。その結果、以下のことが明らかとなった。(1)試料の原子蒸気化をレーザアブレーションで行い、発生したイオンを電場によりトラップするための四重極ラジオ波電場トラップの設計・開発を行い、実際にCaイオンがトラップされることを確認した。(2)Caイオンを冷却するためには397nmの紫外レーザ光が必要となる。この波長を発生させるために非線形光学結晶を内蔵する外部共振器の設計および製作を行い、安定した強度・波長を有する紫外レーザ光を得ることができた。(3)イオントラップにイオンを閉じ込めるために必要なレーザ冷却装置のうち866nmの半導体レーザを共鳴周波数で安定化させた。そのさいレーザのGratingに変調を加えた場合とエタロンに変調を加えた場合で行い、エタロンに変調を加えた場合の方が周波数が安定化されることわかった。(4)ガルバノ分光を行い、レーザ冷却に必要な光として397nm、866nmの光を共鳴周波数に一致させた。また、波長計の絶対波長の較正を行った。(5)レーザ冷却を行うための実験システムを構築し、イオンにレーザを照射し蛍光の観測を行った。その結果、トラップされたイオンからの蛍光を確認することができた。今後さらに蛍光検出効率を上げることにより、冷却の確認さらに単一イオンの検出が可能になると思われる。

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  • 超臨界流体における同位体効果の発現とその同位体分離プロセスへの応用

    研究課題/領域番号：13308026  2001年 - 2003年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)  基盤研究(A)

    山本 一良, 津島 悟, 榎田 洋一

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    配分額：29640000円 （ 直接経費：22800000円 、 間接経費：6840000円 ）

    超臨界流体中での大きな同位体効果が観測されたクリプタンド(2B,2,1)を固定相とし,超臨界二酸化炭素にメタノールを添加して塩化チウムを溶解させた流体を移動相とする系について,ブレークスルー方式によるクロマトグラフィー実験を行うことにより減圧して得られる溶出液中のLiの同位体比を誘導結合プラズマ質量分析計で測定した.溶出曲線におけるLi濃度とLi同位体比より,平衡分離係数と理論段相当高さを解析により算出し,圧力によって変化する溶媒和効果との相関を試みた.得られた平衡分離係数は,一例としては,10MPaの場合に1.025±0.009であり,理論段相当高さは約10mmであった.平衡分離係数については,超臨界二酸化炭素を用いずメタノール溶媒だけを用いた実験結果は1.040であったので,溶媒和効果の影響があり,圧力を変えることで平衡分離,係数を制御できることがわかった.圧力を高めた場合には,樹脂に対する吸着量が大きくなる傾向があり,理論段相当高さを小さくできることがわかった.溶出曲線におけるLi濃度とLi同位体比より,平衡分離係数理論段相当高さおよび吸着容量を解析により算出し,二酸化炭素モル分率によって変化する溶媒和効果との相関を試みた.この結果,二酸化炭素モル分率が小さくなると溶媒和の効果が大きくなり平衡分離係数を大きくできるが,吸着容量は小さくなることから,工学的な同位体分離においては,二酸化炭素モル分率すなわち溶媒和の大きさに最適値が存在することがわかった、さらに,超臨界二酸化炭素中の溶媒和の効果を理論的に解析するために,クラウンエーテルやポリエチレングリコールのように超臨界二酸化炭素に親和性を有する分子をモデル分子として,Gaussian 98による量子化学計算を実施し,実験結果を定性的に説明する結果を得た.

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  • 酸化物粒子表面におけるウランの存在化学状態解明 研究課題

    研究課題/領域番号：12780379  2000年4月

    文部科学省  科研費 奨励研究(A)  奨励研究(A)

    津島 悟

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    担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

    採択決定時に休職中（フランス滞在中）であったために辞退

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  • 蒸気加熱壁と液体窒素冷却壁をもつ水素同位体分離用熱拡散塔の開発

    研究課題/領域番号：12358006  2000年 - 2003年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)  基盤研究(A)

    山本 一良, 小林 登, 津島 悟, 榎田 洋一

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    配分額：42910000円 （ 直接経費：39400000円 、 間接経費：3510000円 ）

    現在主流である直接通電型の高温壁を持つ熱拡散塔に代わり,製作時の生産性,信頼性,保守性に優れ,また,運転時の経済性でも有利な蒸気加熱壁を高温壁として持つ熱拡散塔の設計,製作および運転を行うことにより,これまでの研究成果を基に深冷壁熱拡散塔の実用化を推進することを目的として,以下の項目について研究を行った.
    1.装置の設計および製作
    既往の数値シミュレーション手法を用いた分離性能解析を行ない,加熱管外径および冷却管内径の概略寸法を決定した.その結果に基づき,本装置の基本設計を行なった.
    2.熱管型深冷壁熱拡散塔による水素同位体分離実験
    上項で製作した熱管型深冷壁熱拡散塔による水素同位体分離実験を行い,H2-HD系,H2-HT系,D2-HT(DT)系において,Yamamotoらにより開発された2次元流れ・濃度分布計算プログラムから得られた予測と実験結果との比較を分離係数について行い,計算プログラムの予測精度を確認した.
    3.熱拡散ファクタの再評価
    2次元流れ・濃度分布計算プログラムの予測精度をさらに向上させるため,熱拡散ファクタの計算に用いられる物性値(熱容量・分子間ポテンシャル)の見直しを行い熱拡散ファクタの算出に用いられる物性値を正確なものにすることができた.

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  • 地層中におけるアクチニドコロイド形成・移行メカニズム―実験と第一原理による解明―

    研究課題/領域番号：12308024  2000年 - 2002年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)  基盤研究(A)

    長崎 晋也, 長谷川 秀一, 米岡 俊明, 田中 知, 津島 悟, 等々力 賢

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    配分額：39480000円 （ 直接経費：35400000円 、 間接経費：4080000円 ）

    地層中の代表的な無機系コロイドである鉄酸化物系コロイドとして、マグネタイト系微粒子およびヘマタイト系微粒子を取り上げた。それらが、長期にわたる放射線的毒性を支配するネプツニウム(Np)とどのように結合するのか、結合するときに還元反応を伴うのかについて、実験的に解明を行った。実験では、大気開放系における吸着量のpH依存性やイオン強度依存性、脱酸素雰囲気下における吸着量のpH依存性を取得するとともに、吸着のキネティックスや温度依存性、微粒子表面のXPS測定などを実施するとともに、脱離実験と脱離後の溶液の溶媒抽出実験などを行った。その結果、とくにマグネタイト系微粒子とNp(V)が脱酸素雰囲気下で擬似コロイドを形成する場合には、マグネタイト中のFe(II)とNp(V)の間での酸化還元反応が誘起され、NpはNp(IV)としてマグネタイト系微粒子と結合することを明らかにした。
    また、地層中の代表的な有機系コロイドである腐植酸(フミン酸)コロイドとウラン(U)との相互作用を明らかにするために、本研究ではフミン酸のモデル物質としてサリチル酸を取り上げ、サリチル酸とU(VI)との結合構造について、第一原理計算による解明を試みた。その結果、Uとサリチル酸は1:2錯体を形成することを明らかにするとともに、最適な構造も特定した。同時に、Uとサリチル酸の錯体上のフロンティア電子軌道密度から、この錯体が岩石や鉱物との相互作用を起こしにくくなっていることも明らかにした。

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メディア報道

  • DNA-Hülle: Wie Wasser das menschliche Erbgut schützt 新聞・雑誌

    アクセル・シュプリンガー社  ドイツ日刊紙 ディ・ヴェルト  https://www.welt.de/wissenschaft/article13368115/Wie-Wasser-das-menschliche-Erbgut-schuetzt.html  2011年5月

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    執筆者：本人以外 

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