高レベル放射性廃棄物の地層処分において、ガラス固化体から地下水に溶出した放射性核種は、さまざまな相互作用を行いながら拡散によって周辺母岩に移行する。日本原子力研究開発機構は、令和2年度以降の幌延深地層研究計画に基づく研究課題の中で、有機物やコロイド・微生物が放射性核種の移行に与える影響を確認するための物質移行試験に取り組んでいる。本研究では、幌延深地層研究センターおよび瑞浪超深地層研究所の両地下施設から地下水を採取し、3価アクチノイドのアナログ元素としてランタノイドを添加した。その後、地下水試料を0.2$\mu$mフィルターと10kDaフィルターで順次ろ過し、ろ液中のトレーサー濃度をICP-MSで分析し、ろ紙に捕獲されたトレーサー濃度をTOF-SIMSで分析し、化学形態をXAFSにより分析した。その結果、幌延の地下水中では、ランタノイドの移行はリン酸塩により支配されていることが分かった。一方、瑞浪の地下水のように塩濃度が低くリン酸イオン濃度の低い地下水では、アクチノイドの一部は水酸化物もしくはヒドロオキシ炭酸塩を形成することが示唆された。