X線により誘起した光電気化学反応の検討

Study on X-ray induced photoelectrochemical reaction

田村 和久   ; 大古 善久*; 松沢 貞夫*; 水木 純一郎

Tamura, Kazuhisa; Oko, Yoshihisa*; Matsuzawa, Sadao*; Mizuki, Junichiro

原子力発電から排出される高レベル放射性廃棄物は、地層処分される前、冷却のため3050年間程度貯蔵施設で保管される。高レベル放射性廃棄物からは、大量の熱と放射線が放出されるが、これらの大量の光・熱エネルギーを電気(化学)エネルギーに変換することができれば、高レベル放射性廃棄物を新たなエネルギー資源として再利用することが可能になる。われわれは、光エネルギーを電気(化学)エネルギーに変換可能なデバイスである半導体に着目し、高レベル放射性廃棄物の再資源化について検討してきた。特に、取り出すことができるエネルギーが大きくかつ、化学的に非常に安定である酸化チタンに注目し、光触媒を利用した放射線の電気(化学)エネルギーへの変換の可能性を探求してきた。本研究では、酸化チタン及びチタン酸ストロンチウムにX線を照射したときの光電気化学特性について報告する。

The electrochemical behavior of TiO under X-ray irradiation was studied. Under X-ray irradiation a current, a negative shift in the rest potential, and electrochemical oxidation and decomposition of [FeII(CN)6]4- were clearly observed. The incident photon-current conversion efficiency was 400-2000 %, depending on sample conditions. These results show that the photoelectrochemical reactions were promoted by X-rays with a high incident photon-current conversion efficiency. The photocurrent and photopotential were observed above 4.965 keV, which corresponds to the Ti-K edge, indicating that electron-hole pairs are formed during the relaxation process of the excited Ti atoms.