【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.26】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22AT0364
利用課題名 / Title
温泉水中での結晶反応速度
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所 / AIST
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）その他/Others（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
温泉水,結晶反応速度,温泉のスケール,炭酸カルシウム（カルサイト、アラゴナイト）,長崎県雲仙小浜温泉
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
佐々木 宗建
所属名 / Affiliation
産業技術総合研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術補助/Technical Assistance（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
温泉水は地表へ湧出した際の温度圧力等の環境変化によってしばしば沈殿物を生成する。それらは温泉利用にとっては湯の華として喜ばれる一方で、温泉の維持管理では配管を閉塞する等の厄介によりスケールと称される。これまで温泉のスケールの成長速度を厳密に測定した事例はなく、実用上は配管の交換や浚渫の時期の長短を以ってその迷惑さが指摘されてきた。本研究ではスケールの生成速度をより厳密に把握することで、温泉の維持管理のあり方を今後に検討する。
実験 / Experimental
本研究では温泉スケールとして最も普遍的な炭酸カルシウム（カルサイト、アラゴナイト）を対象とした。市販のカルシウムとアラゴナイトの単結晶に、劈開面と切断面を設けて、それらの一部をシリコン板でマスクし、それらの複数個を現地で温泉水に浸水し、時間経過に応じて一個ずつ回収した。回収した単結晶表面の成長物とマスクしておいた基準面との高低差を短波長レーザー顕微鏡VK-9700[NPF060]で測定し、温泉水への浸水時間と測定した成長高の相関（Fig.1）を基に、温泉水中における炭酸カルシウム結晶の成長速度を決定した。
なお、現地実験は長崎県雲仙小浜温泉で行った。当温泉は海水起源の100℃に近いNa－Cl型の温泉水を湧出し、Mg濃度がCa濃度より高いことを特徴とする。
結果と考察 / Results and Discussion
温泉水に浸水したカルサイトとアラゴナイトの成長速度は各々、1.13E-4 μm/minと3.01E-2μm/minと見積もられた。カルサイトよりアラゴナイトの成長速度が大きい理由は高温であることの外に、溶存Mg成分がカルサイトの成長を抑制したためと推定される。
本研究で温泉の炭酸塩スケールについては炭酸カルシウムの浸水実験によって生成速度の見積もりが可能であることが示唆されたので、今後に温泉の実際のスケール生成量や浚渫間隔等との比較を通じ、より効率的な維持管理のあり方を検討する。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1 Correlative diagram of duration and average height.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
・今後の課題：温泉維持管理（スケール対策）検討
・謝辞：長崎県雲仙市役所にご協力頂いた。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件