CVClient

深海 雄介

フカミ ユウスケ  (Yusuke Fukami)

基本情報

所属
学習院大学 理学部 化学科 助教
学位
博士(理学)(東京工業大学)

研究者番号
10754418
ORCID ID
 https://orcid.org/0000-0002-6066-8761
J-GLOBAL ID
201901012340502578
researchmap会員ID
B000353081

論文

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  • Teruhiko Kashiwabara, Yusuke Fukami, Sayuri Kubo, Ayako Watakabe, Minako Kurisu, Satoshi Tokeshi, Tsuyoshi Iizuka, Katsuhiko Suzuki
    Journal of Analytical Atomic Spectrometry 39(7) 1759-1777 2024年4月30日  
    A key driver to develop stable tungsten (W) isotope geochemistry is its unique relationship with molybdenum (Mo). Here, we establish a combined double-spike (DS) method for W (180W-184W spike) and Mo (97Mo-100Mo spike) to perform simple, efficient, and robust isotope measurements of these two chemically analogous elements in single sample aliquots. Based on previous column chemistry, we optimized two-stage anion-exchange procedures to remove matrix elements, particularly the critical interference of Ta and Hf on 180W, and to collect sharply separated W and Mo fractions. The obtained recoveries are quantitative for both elements, and their purities are sufficiently high to achieve high-precision measurements comparable to previous DS measurements of individual elements. The reproducibility of our isotope measurements for in-house standard solutions (2SD) was ±0.02‰ for δ186W and ±0.03‰ for δ98Mo. We applied our method to 27 geological reference materials including 10 igneous rocks (AGV-2, JA-3, JR-1, JB-1, JB-1a, JB-2, JB-3, W-2a, TDB-1, and WGB-1), 9 sediments (Nod-A-1, Nod-P-1, JMn-1, JMS-1, JMS-2, CRM7302-a, HISS-1, MESS-4, and PAC-3), and 8 sedimentary and metasedimentary rocks (SDC-1, SDO-1, SBC-1, SCO-1, SCO-2, JSL-1, JSL-2, and IOC-1) to produce a comprehensive data set. The data set confirmed the accuracy of our measurements and expanded the reference materials available for interlaboratory comparisons of δ186W and δ98Mo. The data set also indicates potential pitfalls in sample preparations for particular sample types and shows several variations of W and Mo isotopes possibly related to low-/high-temperature geochemical processes. Our new method, plus the reference data set, will facilitate the development of stable isotope geochemistry for W and Mo.
  • Yusuke Fukami, Ryoko Ariizumi, Yuta Ijichi, Takeshi Ohno, Teruhiko Kashiwabara, Takazo Shibuya, Katsuhiko Suzuki, Takafumi Hirata
    Proceedings of the National Academy of Sciences 2024年4月18日  査読有り
  • Ami Yoshida, Junko Shikimori, Takeshi Ohno, Yuta Ijichi, Yusuke Fukami, Masahiro Sakata, Takafumi Hirata
    Journal of environmental radioactivity 255 107011-107011 2022年9月19日  査読有り
    We examine the historical changes of 236U/238U and 235U/238U in a sediment core collected in Tokyo Bay and elucidate the anthropogenic sources of uranium in the 1960s-2000s. Uranium-236 was detected in samples deposited in the 1960s-2000s, and the 236U/238U ratio of the sediment core shows peak values in the 1970s. The 235U/238U isotopic ratios in samples deposited in the early 1960s are almost identical to that of natural uranium, implying that the 236U might have originated from global fallout. A decrease in 235U/238U was observed in the late 1960s-2000s, suggesting that depleted uranium from nuclear fuel reprocessing increased the 236U/238U ratios in the sediment. The 236U/238U values in sediments from the 1980s-2000s were lower than those in the 1970s but considerably higher than those in the 1960s, suggesting that the main source of depleted uranium still remains around Tokyo Bay. Our results demonstrated that the depleted uranium released in the 1970s should be considered as an important end-member when using uranium isotopic ratios as environmental tracers in closed aquatic environments around industrial cities.
  • Yusuke Fukami, Teruhiko Kashiwabara, Hiroshi Amakawa, Takazo Shibuya, Akira Usui, Katsuhiko Suzuki
    Geochimica et Cosmochimica Acta 318 279-291 2022年2月1日  査読有り
    We present the first report of the concentrations and stable isotope compositions of Te in the surface layer of ferromanganese crusts collected from the slope of two seamounts in the Northwest Pacific Ocean, Takuyo-Daigo and Takuyo-Daisan, which cover water depths from 1000 to 5500 m. The Te concentration in the surface layer of the ferromanganese crusts sharply decreases with increasing depth at shallow regions, but this decrease becomes more gradual at deeper regions. The Te isotope composition exhibits two trends that become (1) lighter with increasing water depth at shallow depths and (2) heavier with increasing water depth at greater depths. These profiles are the same for the two seamounts and indicate two types of correlations between the concentration and isotope composition with water depth. The turning points are located at approximately 2000 m for Takuyo-Daigo and 3200 m for Takuyo-Daisan, which likely correspond to different oxygen minimum zones. Co-precipitation processes with Fe and oxidation involving Mn may be responsible for the variation of Te concentration and isotope composition with water depth. These processes are also related to a change of the dissolved oxygen concentration in ambient seawater. The Te isotope compositions in ferromanganese crusts may therefore serve as a potential proxy for changes of the oxygen minimum zone of paleoceans.
  • Takeshi Ohno, Naoki Sato, Junko Shikimori, Yuta Ijichi, Yusuke Fukami, Yasuhito Igarashi
    Science of the Total Environment 2021年  査読有り
    We examine the temporal changes of 236U/238U and 235U/238U in atmospheric deposition from samples collected in Tokyo and Akita from 1963 to 1979 and elucidate the spatial distribution and historical changes of the anthropogenic sources of uranium in Japan. The 236U/238U ratio of atmospheric deposition in Tokyo peaked in 1963 and again during the 1970s, while the corresponding 235U/238U ratios of atmospheric deposition during the second peak period were lower than that of natural uranium. The 236U/238U ratios of atmospheric deposition in Akita samples peaked in 1963. The 235U/238U ratios in Akita samples were almost identical to that of the natural uranium ratios. These results suggest that the peak of 236U/238U in 1963 corresponds to what is recognized as representative for global fallout. The increase of 236U/238U and the decrease of 235U/238U observed simultaneously in the 1970s indicate that depleted uranium has subsequently been released into the environment around Tokyo. The cumulative deposition density of 236U for atmospheric fallout samples collected in Tokyo from 1968 to 1979 is an order of magnitude larger than that of the global fallout, suggesting that the depleted uranium in the 1970s is a major component of 236U in Tokyo and should be considered as an end-member when using 236U as an environmental tracer in the industrial city. This knowledge can facilitate future research using 236U as an effective environmental tracer.

MISC

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  • 深海 雄介, 有泉 涼子, 大野 剛, 伊地知 雄太, 柏原 輝彦, 鈴木 勝彦, 平田 岳史
    日本地球化学会年会要旨集 70 189 2023年  
    磁気同位体効果は同位体の核スピンの有無に起因し、核スピンを有する同位体のみが非質量依存同位体分別(MIF)を起こす同位体効果である。重元素においては、環境中のトレーサーとして利用される水銀や、隕石中のスズ、同位体分析前処理におけるタングステンの報告など、地球化学、分析化学における議論の対象は様々な重元素に広がりつつある。重元素の磁気同位体効果によるMIFにおいては、核スピンを有する奇数同位体が複数存在する元素があるため、奇数同位体間の分別の相対関係を観察することができるという特徴を持つ。これら重元素のMIFの変動がどのような分別機構に由来するのかを理解することは、天然中で観察されるMIFから地球化学的情報を読み取る上で重要である。本発表ではスズのMIFを観察することが可能な実験系に着目し、磁気同位体効果によるMIFの性質について、特に奇数同位体間の相対関係について議論する。
  • 大野 剛, 平野 隼, 村上 諒, 伊地知 雄太, 深海 雄介
    日本地球化学会年会要旨集 70 128 2023年  
    水銀は人体に有害な重金属元素であり、揮発しやすい化学的性質により、全地球規模での汚染が問題となっている。また、水銀は生物に濃縮されやすく、微量であっても人体に影響を与えることが懸念されており、人への暴露経路となる大気・水圏における水銀循環の理解は、人への影響を低減していくために重要な研究課題である。しかし、水銀の大気に滞留する時間は1年以上と長く、全地球規模で移流・拡散していくため、発生源を特定し、環境での環境動態を明らかにすることは難しい課題となっている。近年、水銀の環境動態を調べるために、従来の濃度情報に加えて、水銀の同位体組成に注目した研究が行われている。本研究では、光還元反応における水銀同位体分別の波長依存性について調べることを目的とした。
  • 深海 雄介, 柏原 輝彦, 天川 裕史, 渋谷 岳造, 臼井 朗, 鈴木 勝彦
    日本地球化学会年会要旨集 69 203 2022年  
    鉄マンガンクラストは海洋底に広く分布する鉄マンガン酸化物であり、海洋におけるテルル循環を理解するための重要な試料である。本研究では、北西太平洋に位置する拓洋第5海山と拓洋第3海山の2つの海山において、水深1000〜5500 m付近の水深から採取した鉄マンガンクラスト表面のテルル安定同位体組成を明らかにした。テルル濃度と同位体組成変化の相関関係を見ると、ある水深を境にして相関が逆転していることが明らかになった。濃度と同位体組成の相関関係が水深によって異なるこれらの水深プロファイルは2つの海山で同様であり、濃度・同位体組成の変化が2海山において共通のプロセスで起きていることを示唆している。一方で相関関係が変化する境となる水深は2海山で異なり、拓洋第5海山では約2000 m付近、拓洋第3海山では約3200 m付近に位置しており、酸素極小層が異なる深さに位置していることと対応している可能性がある。
  • 大野 剛, 吉田 亜実, 伊地知 雄太, 深海 雄介, 五十嵐 康人, 平田 岳史
    日本地球化学会年会要旨集 69 39 2022年  
    環境中には人為起源の放射性核種である 233U、236Uが存在する。人為起源ウランは核実験や原子力関連施設の事故などから環境中へ放出され、これらのウラン同位体比は起源物質に依存して変動するため、ウラン汚染起源の推定やウラン同位体比を用いた環境トレーサーとして利用されている。本研究では、ICP-MS/MSを用いた233U /236U迅速分析法を開発し、環境放射能研究へ応用することを目的とした。1963年に東京、仙台、福岡で採取された大気降下物を測定したところ、233U/236U は10-3レベルの値で、それぞれの地点で得られた値は誤差の範囲で一致した。これらの結果は1963年の日本において、局所的なウラン汚染の影響は少なく、グローバルフォールアウトによる地球規模でのウラン降下を反映していることが示唆される。
  • 有泉 涼子, 田中 康介, 伊地知 雄太, 深海 雄介, 大野 剛, 平田 岳史
    日本地球化学会年会要旨集 69 32 2022年  
    隕石中の様々な元素について同位体異常が報告されており、その一つの要因として核体積効果による非質量依存の同位体分別(MIF)が挙げられている。この同位体効果は原子核体積が小さい同位体ほど核電荷密度が高くなることに起因している。核電荷密度が高いと原子核内に存在確率を持つs軌道電子のクーロンポテンシャルがより低くなり安定化する。そのため、最外殻s軌道に電子が存在する価数やs軌道電子への遮蔽効果の小さい分子へ、原子核体積の小さい同位体の偏りが生じる。一方で、核体積効果が生じる条件を明確にすることは隕石中の同位体異常を理解する上で重要である。これまでの研究では、クラウンエーテルを用いたSrの溶媒抽出実験においてMIFが報告され、Sr濃度が2 M以上で顕著になることから水和の影響が議論されている。そこで本研究では、最外殻s軌道に電子をもつSn(II)に注目し、Sn濃度のMIFに与える影響を調べた。

共同研究・競争的資金等の研究課題

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